ДРЕВЕСИНА

ДРЕВЕСИНА ксилема (от греч. xylon
- дерево), сложная ткань древесных и травянистых растений, проводящая воду
и растворённые в ней минеральные соли; часть проводящего пучка, образующаяся
из прокамбия (первичная Д.) или камбия (вторичная Д.). Она
составляет осн. массу ствола, корней и ветвей древесных растений.

Физиологические и анатомические особенности
Д. форма и величина клеток, слагающих Д., различны и зависят от их
функций. Д. содержит проводящие, механические и запасающие элементы. Строение
Д. типично для родов, а иногда и для видов древесных растений. При изучении
Д. и её свойств пользуются 3 гл. разрезами, а для микроскопич. изучения
- срезами: поперечным, тангенциальным (тангентальным) и радиальным (рис.
1). По мере роста деревьев внутренняя, наиболее старая Д. ствола отмирает.
Проводящие элементы Д. постепенно закупориваются: сосуды -т. н. тиллами,
трахеиды - торусами их окаймлённых пор. Проводящая и запасающая системы
перестают функционировать, содержание в Д. воды, крахмала, отчасти жиров
уменьшается, кол-во смол, дубильных веществ повышается. У ядровых пород
(сосна, лиственница, дуб) центр, часть Д. отличается по окраске и наз.
ядром, периферич. зона наз. заболонью. У спелодревесных пород (ель,
липа) периферич. часть отличается от центральной меньшей влажностью (такая
Д. наз. спелой). У заболониых пород (клён, берёза) центр, часть ничем не
отличается от периферической. Иногда у за-болонных и спелодревесных пород
центр. часть ствола окрашивается темнее (гл. обр. под влиянием грибов)
и образуется т. н. ложное ядро.

Рис. 1. Основные части ствола и его главные
разрезы: 1- поперечный; 2-радиальный; 3- тангенциальный.

В Д. большинства двудольных и всех хвойных
растений можно различить кольца прироста, или годичные кольца, и
радиальные, или сердцевинные, лучи. Внутри одного кольца прироста различают
раннюю (весеннюю) и позднюю (летнюю) зоны, часто наз. соответственно ранней
и поздней Д. По радиальным лучам питат. вещества передвигаются в места
их отложения. Размеры и соотношение элементов, слагающих Д., изменяются
в зависимости от условий произрастания и положения Д. в стебле. В неблагоприятных
условиях (избыточное увлажнение, недостаток воды в почве, сильное затенение,
объедание листьев насекомыми) образуются узкие слои прироста. Д. двудольных
растений слагается из след, типов клеток: члеников сосудов

Рис. 2. Типы клеток, слагающих дреч весину:
а
- древесинная паренхима; б -трахеиды; в - членики сосудов
(трахей); г - волокна лпбрпформа; д - клетки гетерогенного
сердцевинного луча хвойного дерева; е - клетки гетерогенного сердцевинного
луча лиственного дерева.

(трахей), трахеид, механич. волокон
(либриформа),
древесинной
паренхимы
и ряда др. элементов - переходных форм между ними (рис. 2). Комбинации
в размерах и расположении элементов Д. (напр., диам. сосудов у различных
пород варьируют от 0,0015
мм у самшита и аралии до 0,5
мм у
дуба) создают разнообразие её структуры (рис. 3): рассеян-нососудистая
- по всему кольцу прироста сосуды почти равного диаметра, число их в ранней
и поздней зонах почти одинаково (берёза, клён); кольцесо-судистая - диаметр
сосудов в ранней зоне кольца значительно больший, чем в поздней (дуб, вяз,
маклюра). Сосуды могут быть расположены одиночно (дуб) или группами (ясень,
берёза, осина), образуя в этом случае в местах соприкосновения окаймлённые
поры. Трахеиды в этом случае утрачивают в процессе эволюции водопроводящую
функцию и заменяются волокнами либриформа (Д. ясеня, напр., состоит из
сосудов, древесинной и лучевой паренхимы и волокон либриформа). Д. различается
также по характеру соединения члеников сосудов, форме перфорации (простая,
лестничная и т. д.), её расположению, форме членика, высоте и ширине сердцевинного
луча и форме его клеток.

Рис. 3. Схема расположения сосудов древесины
на поперечном сечении годичного кольца: 1- клёна (рассеяннососуди-стая);
2-
вяза
(кольцесосудистая).

Рис. 4. Участки срезов древесины сосны:
1- поперечного; 2 - радиального; 3-тангенциального; а - граница
годичного кольца; б - поздняя древесина; в - ранняя древесина; г
- новый ряд вклинивающихся трахеид; д - гетерогенный сердцевинный
луч, состоящий из лучевых трахеид (е) с мелкими окаймлёнными порами
и паренхим-ных клеток с большими окновидными порами (ж); з - смоляной
ход (хорошо видны выстилающие его эпителиальные клетки); и - клетки
паренхимы, окружающие смоляной ход; к - окаймлённые поры; л - сердцевинный
луч с горизонтальным смоляным ходом.

Д. голосеменных, в т. ч. хвойных, состоит
только из трахеид (сосуды отсутствуют), небольшого кол-ва древесинной паренхимы
и сердцевинных лучей. У одних родов (кипарис, можжевельник) сердцевинные
лучи (гомогенные) состоят из одинаковых паренхимных клеток; у др. (сосна,
ель, лиственница) в гетерогенных лучах имеются также и лучевые трахеиды,
проходящие вдоль луча (рис. 4). Строение луча, форма клеток, число и размеры
их пор имеют важное значение при определении породы дерева. У нек-рых родов
(сосна, ель, дугласова пихта и лиственница) в Д. имеются смоляные ходы.

Химический состав Д. Абсолютно сухая Д.
всех пород в среднем содержит (в % ): 49,5 углерода; 6,3 водорода; 44,1
кислорода; 0,1 азота. В Д. на долю оболочек клеток приходится ок. 95% массы.
Гл. составные части оболочек - целлюлоза (43-56%) и лигнин (19-30% ), остальные:
гемицеллюлозы, пектиновые вещества, минеральные вещества (гл. обр. соли
кальция), небольшое кол-во жиров, эфирных масел, алкалоидов, гликозидов
и т. п. Для всех клеток Д. характерно одревеснение - пропитывание оболочек
лигнином. Существует более 70 реакций на одревеснение (напр., флороглюцин
с концентриров. соляной к-той даёт малиновое окрашивание). Д. нек-рых деревьев
содержит дубильные вещества (квебрахо), красители (кампешевое дерево, сандал),
бальзамы, смолы, камфору и т. д.

О. Н. Чистякова.

Физические свойства Д. характеризуются
её внешним видом (цвет, блеск, текстура), плотностью, влажностью, гигроскопичностью,
теплоёмкостью и др. Д. как материал используют в натуральном виде (лесоматериалы,
пиломатериалы),
а также после спец. физ.-хим. обработки (см. Древесные материалы). Важное
декоративное свойство и диагностич. признак - цвет Д., характеристики к-рого
изменяются в широких пределах (цветовой тон 578-585
нм, чистота
цвета 30-60%, светлота 20-70% ). Блеск наблюдается у Д. нек-рых лиственных
пород, особенно на радиальном разрезе.

Текстура - рисунок Д., образующийся при
перерезании анатомич. элементов,-особенно эффектна у листв. пород.

Д. содержит свободную (в полостях клеток)
и связанную (в оболочках клеток) влагу. Влажность Д.

Рис. 5. Зависимость равновесной влажности
древесины Wt воздуха.

т - начальная масса образца, т-масса образца в абсолютно сухом состоянии. Пределом гигроскопичности
(точкой насыщения волокна) наз. состояние, при к-ром в Д. содержится макс,
кол-во связанной (гигроскопической) влаги, а свободная влага отсутствует.
Влажность, соответствующая пределу гигроскопичности Wt
20
^оС,
составляет в среднем 30%. На большинство свойств Д. оказывает влияние изменение
содержания связанной влаги. При достаточно длит, выдержке Д. приобретает
равновесную влажность Wp, к-рая зависит от влажности ф и темп-ры t окружающего
воздуха (рис. 5). Уменьшение содержания связанной влаги вызывает сокращение
линейных размеров и объёма Д.

Уw - усушка в % , a- размер (объём) образца при пределе гигроскопичности, aw - размер
(объём) образца при данной влажности W в диапазоне 0 - WПолная (при удалении всей связанной влаги) усушка в тангенциальном направлении
для всех пород 6-10%, в радиальном направлении 3-5%, вдоль волокон 0,1-0,3%;
полная объёмная усушка 12-15%.

При увеличении содержания связанной влаги,
а также поглощении Д. др. жидкостей происходит разбухание -явление, обратное
усушке. Вследствие разницы значений радиальной и тангенциальной усушки
при высыхании (или увлажнении) наблюдается поперечное коробление пиломатериалов
и заготовок. Продольное коробление наиболее заметно у пиломатериалов с
пороками строения Д. В процессе сушки Д. из-за неравномерного удаления
влаги и анизотропии усушки возникают внутр. напряжения, приводящие
к растрескиванию пиломатериалов и круглых лесоматериалов. После камерной
сушки из-за остаточных напряжений в Д. при механической обработке происходит
изменение заданных размеров и формы деталей. Д. проницаема для жидкостей
и газов, особенно листв. породы по заболони и вдоль волокон.

Плотность древесинного вещества у всех
пород одинакова (т. к. одинаков их хим. состав) и примерно в 1,5 раза больше
плотности воды. Плотность Д. из-за наличия полостей меньше и колеблется
в значит, пределах в зависимости от породы, условий роста, положения образца
Д. в стволе. Плотность Д. при



масса и объём образца при данной влажности
W.
С
повышением влажности плотность Д. увеличивается. Часто для расчётов используют
показатель, не зависящий от влажности,- условную плот-

разца при W = 0, vобъем
при W> W

Удельная теплоёмкость Д. практически не
зависит от породы и может быть найдена по диаграмме (рис. 6). Коэфф. теплопроводности
X. зависит от темп-ры, влажности, породы

Рис. б. Зависимость удельной теплоёмкости
древесины С от температуры t и влажности W.

(плотности), направления теплового потока
и определяется по формуле X = Хр*кгде Ха ки к" - коэфф., учитывающие значение условной плотности
русл и направление теплового потока в образце, Хпо диаграмме (рис. 7), а нек-рые значения коэфф. к и
к

Табл. 1. - Коэффициент к

Табл. 2.- Коэффициент к