Особенности образования древесинных колец у различных

Естественно-географический факультет
Отделение биологии
Доклад
по ботанике
на тему: «Особенности образования древесинных колец у
различных растений»
Студентки
Научный руководитель:
2004
2
План
Введение
Особенности образования древесинных колец у различных растений
Список литературы
3
Введение
Рост - это процесс, связанный с образованием новых органов и
увеличением размеров растений. Рост - важный признак живого. В отличие от животных растение растет в течение всей жизни: у многолетних цветковых ежегодно вырастают новые побеги, появляются новые
листья. Даже у столетнего дерева есть молодые побеги, возраст которых несколько месяцев или даже дней. Само название "растение" происходит от слова "расти".
Растение растет как в длину, так и в толщину. Рост в длину происходит обычно в верхушках побегов и корней где расположены клетки
образовательной ткани. Они составляют так называемые конусы
нарастания.
Рост растений в толщину происходит за счет деления клеток образовательной ткани - камбия, расположенного между лубом и древесиной. У однолетних растений клетки камбия прекращают делиться к
моменту цветения, а у деревьев и кустарников они перестают делиться
с середины осени и до весны, когда растение вступает в стадию покоя.
Периодичность деления клеток камбия приводит к образованию годичных (древесинных) колец в стволе дерева. Годичное кольцо - это прирост древесины за год. По числу годичных колец на пне определяют
возраст спиленного дерева, а также те климатические условия, в которых оно росло. Широкие годичные кольца свидетельствуют о благоприятных климатических условиях для роста растения, а узкие годичные кольца - о менее благоприятных условиях.
Являясь общей характеристикой роста растения, древесинные
кольца у различных растений несколько отличаются. В связи с этим
представляет интерес исследование особенностей образования годичных колец у различных растений. Вот почему я выбрала данную тему
реферата.
4
Особенности образования древесинных колец у
различных растений
Древесина состоит из концентрических слоев, окружающих сердцевину. Такое слоистое строение связано с периодичностью деятельности камбия только в течение вегетационного периода. Вегетационный период - период, в который по метеоусловиям возможны рост и
развитие дерева. Каждый слой является ежегодным приростом древесины и называется годичным слоем. Наиболее молодыми по времени
образования являются наружные слои: чем ближе годичный слой к
сердцевине, тем он старше.
Ширина годичных слоев зависит от породы, возраста, условий
произрастания, а в одном и том же дереве - от положения в стволе.
Ширина годичных слоев сильно колеблется - от 1 мм у самшита до 10
мм у тополя. Узкие годичные слои образуются у медленнорастущих
пород, широкие - у быстрорастущих1. В молодом возрасте образуются
более широкие годичные слои. В стволе дерева годичные слои шире,
чем в ветвях. По радиусу ствола ширина годичных слоев меняется
следующим образом: у сердцевины располагается ряд сравнительно
узких годичных слоев, затем следует зона более широких, а дальше по
направлению к коре ширина годичных слоев постепенно уменьшается.
Ширина годичных слоев увеличивается от комля к вершине, что
делает ствол полнодревесным, то есть приближающимся по форме к
цилиндру, но у одиноко стоящих деревьев, подвергающихся действию
ветровой нагрузки, самые широкие годичные слои находятся в нижней
части ствола, что придает стволу конусообразную форму (сбежистый
ствол).
На главных разрезах годичные слои видны по разному. На поперечном разрезе годичные слои образуют концентрические окружности.
1
Андреева И. И., Родман Л. С. Ботаника. – М.: Колос, 1999. – С. 141.
5
На радиальном разрезе имеют вид прямых параллельных полос. На
тангенциальном видны как извилистые, так и V-образные полосы.
Каждый годичный слой состоит из ранней и поздней древесины.
Ранняя древесина составляет внутреннюю часть годичного слоя, образуется в первую половину вегетационного периода. Поздняя древесина
составляет наружную часть годичного слоя и образуется во второй половине вегетационного периода. Переход от ранней древесины к поздней может быть достаточно четким и резким или размытым, почти незаметным. В растущем дереве по ранней древесине годичных слоев
происходит передвижение воды вверх по стволу, а поздняя древесина
выполняет преимущественно механические функции. Поздняя древесина более плотная и твердая, ранняя - более мягкая и рыхлая. Поскольку поздняя древесина плотнее, прочнее и темнее ранней, от количества именно поздней древесины зависят плотность, прочность, а
также, в значительной степени, и цвет древесины.
Соотношение между ранней и поздней древесиной годичного
слоя зависит от породы, условий произрастания, меняется по высоте
ствола и его радиусу. По высоте ствола содержание поздней древесины убывает по направлению от комля к вершине и может снизиться в
1,5…2 раза. По радиусу ствола содержание поздней древесины от
сердцевины к коре сначала увеличивается до максимума, а затем
уменьшается у коры.
У хвойных пород ранняя древесина светлее поздней и значительно шире, у лиственных может быть наоборот. У ели, пихты поздняя
древесина может составлять 20% ширины годичного слоя, а у белой
акации - до 80%.
Сердцевинные лучи составляют до 32% общего объема древесины. Объем сердцевинных лучей резко различен у листопадных (лиственных) и вечнозеленых (хвойных) пород. В древесине хвойных пород
на долю сердцевинных лучей в среднем приходится 5...8% общего
объема древесины. В растущем дереве сердцевинные лучи служат для
6
проведения воды и питательных веществ в горизонтальном направлении и для хранения запасных питательных веществ зимой.
Сердцевинные лучи делятся на первичные и вторичные. Первичные начинаются в сердцевине, вторичные - в древесине, на разном
расстоянии от сердцевины. И те и другие доходят до коры и продолжаются в ней как лубяные лучи. На главных разрезах сердцевинные
лучи выглядят следующим образом:
 на поперечном - в виде светлых плотных полосок, расположенных
по радиусам торца;
 на радиальном - в виде поперечных блестящих извилистых полосок,
пятнышек, имеющих тот же цвет или более темных, по сравнению с
окружающей древесиной;
 на тангенциальном разрезе сердцевинные лучи имеют веретеноили чечевицеобразную форму, по цвету темнее окружающей древесины, высота их на этом разрезе колеблется в широких пределах (от
долей миллиметра у хвойных до 5 см у дуба).
По ширине сердцевинные лучи делятся на три типа:
 очень узкие, не видимые невооруженным глазом (у самшита, осины,
тополя, каштана и всех хвойных пород), иногда такие лучи заметны
по блеску на строго радиальном разрезе или расколе;
 узкие, трудно различимые невооруженным глазом (у вяза, клена);
 широкие, хорошо видимые невооруженным глазом. Широкие, в свою
очередь, делятся на настоящие широкие (у дуба, бука, платана) и
ложноширокие (у ольхи, граба). Ложноширокий или агрегатный
сердцевинный луч представляет собой пучок узких близко расположенных друг к другу лучей, которые невооруженным глазом воспринимаются одной линией.
Сосуды составляют до 55% объема древесины ствола. Это элемент строения древесины только лиственных пород, у хвойных пород
сосудов нет. Сосуды имеют форму трубок разной величины. В расту-
7
щем дереве по сосудам из корней в крону поднимается вода с растворенными в ней минеральными веществами. На поперечном разрезе
сосуды видны как поры, отверстия, на продольных - в виде бороздок,
углублений. По размеру отверстия сосуды делятся на крупные и мелкие. Диаметр крупных сосудов 0,2…0,4 мм, мелких - 0,016…0,1 мм.
Длина сосудов обычно не превышает 10 см. Крупные сосуды ясно заметны невооруженным глазом, а мелкие не различимы. У некоторых
пород мелкие сосуды собраны в группы, которые можно обнаружить
без микроскопа.
По расположению сосудов в годичном слое лиственные породы
делятся на кольцесосудистые и рассеянно-сосудистые2. У кольцесосудистых пород крупные сосуды расположены в ранней древесине и образуют на поперечном разрезе пористое кольцо, а в поздней древесине мелкие сосуды и клетки древесной паренхимы образуют различные характерные рисунки. По группировке мелких сосудов в поздней
древесине кольцесосудистые породы делятся на три группы:
 породы с радиальным рисунком в виде язычков пламени или дендритов (дуб, каштан);
 породы с тангенциальным рисунком, имеющим вид волнистых линий, направленных параллельно границе годичных слоев (вяз, ильм,
карагач, белая акация);
 породы с рисунком в виде отдельных беспорядочно расположенных
точек и черточек (ясень, бархатное дерево).
У рассеянно-сосудистых пород крупные или мелкие сосуды равномерно распределены по всей ширине годичного слоя.
В срубленной древесине сосуды, являясь слабыми элементами,
понижают ее прочность. Наличием сосудов объясняется повышенная
проницаемость жидкостями и газами древесины лиственных пород в
направлении вдоль волокон.
Васильев А. Е., Воронин Н. С., Еленевский А. Г. и др. Ботаника. Анатомия и морфология растений. - М.:
Просвещение, 1978. – С. 64.
2
8
Для древесины хвойных пород характерно присутствие смоляных
ходов - тонких, наполненных смолой каналов. Смолоносная система
дерева состоит из горизонтальных и вертикальных смоляных ходов.
Невооруженным глазом видны только вертикальные смоляные ходы, а
горизонтальные расположены в сердцевинных лучах и различимы
только под микроскопом. Смоляные ходы есть не у всех хвойных пород, у пихты, тиса, можжевельника смоляных ходов нет. Диаметр вертикальных смоляных ходов колеблется от 0,14 мм у кедра до 0,08 мм у
лиственницы. Длина ходов колеблется в пределах 10…80 см. По количеству смоляных ходов на первом месте сосна, затем кедр, лиственница, ель.
Смоляные ходы на поперечном разрезе видны в поздней древесине в виде беловатых точек, на продольных разрезах - в виде желтоватых или темноватых черточек, точек. До 2/3 общего количества смоляных ходов сосредоточено в поздней древесине. Доля смоляных ходов в общем объеме древесины не превышает 1% даже у пород с
крупными и многочисленными смоляными ходами. Поэтому сами смоляные ходы не могут оказывать влияния на свойства древесины, но
смола повышает стойкость древесины к гниению.
Прожилки возникают в результате повреждения камбия насекомыми. Ходы, проделанные насекомыми, зарастают паренхимной тканью, клетки которой, отмирая, буреют. Встречаются преимущественно
в нижней части ствола у лиственных пород (береза, ольха, рябина,
осина, клен, ива, груша) и изредка у хвойных (пихта). В центральной
части ствола прожилок больше, чем в периферической. В древесине
видны буроватые, коричневатые или желтоватые полоски, пятнышки,
расположенные на поперечном разрезе вдоль границ годичного слоя.
Ширина полосок - до 0,5 мм, длина - до 12 мм. Присутствие этих образований в древесине некоторых пород настолько постоянно, что они
могут служить диагностическим признаком распознавания породы,
например у березы.
9
Весной и ранним летом, когда в почве много влаги, древесина годичного слоя нарастает очень быстро, но ближе к осени рост ее замедляется и, наконец, зимой прекращается совсем. Это отражается на
внешнем виде и на механических свойствах древесины годичного слоя:
выросшая ранней весной бывает обычно более светлой и рыхлой, а
поздней осенью — темной и плотной.
Если погода благоприятствует, то вырастает широкое годичное
кольцо, а в суровое холодное лето образуются настолько узкие кольца,
что их порой едва можно различить невооруженным глазом. У одних
деревьев годичные кольца хорошо различимы, а у других они едва заметны. Но, как правило, у молодых деревьев годичные кольца шире,
чем у старых. Ширина годичных слоев зависит от места произрастания
дерева. Например, годичные слои сосны, растущей в северных районах, уже годичных слоев южной сосны.
От ширины годичных колец зависит не только внешний вид древесины, но и механические свойства. Лучшей древесиной хвойных деревьев считается та, у которой более узкие годичные слои. Сосна с узкими годичными слоями и буровато-красной древесиной называется у
мастеров рудовой и ценится очень высоко. Древесина сосны с широкими годичными слоями называется мяндовой. Прочность ее намного
ниже рудовой.
Обратное явление наблюдается у древесины таких деревьев, как
дуб и ясень. У них более прочной бывает древесина, имеющая широкие годичные слои. А у таких деревьев, как липа, осина, береза, клен и
другие, ширина годичных колец не влияет на механические свойства их
древесины.
У многих деревьев на торце годичные слои представляют собой
более или менее правильные окружности, но есть породы, у которых
годичные слои образуют на торце волнистые замкнутые линии. К таким
породам относится можжевельник: волнистость годовых колец для него - закономерность.
10