Budowa drewna gatunków liściastych

Drewno gatunków liściastych wykazuje się bardziej złożoną budową niż drewno drzew iglastych i składa się z bardziej zróżnicowanych elementów. Głównymi elementem składowym są włókna drzewne (około 50% ogólnej objętości drewna) W skład tkanki przewodzącej wchodzą naczynia i nielicznie występujące cewki, odgrywające w drewnie liściastym rolę podrzędną. Ogólna powierzchnia przewodząca wodę jest u drzew iglastych i liściastych porównywalna. Jednak dzięki obecności naczyń o dużym świetle drzewa liściaste mają około 5 razy większą zdolność przewodzenia niż drzewa iglaste. Rozmieszczenie naczyń na przekroju poprzecznym jest różnorodne. W drewnie drzew strefy umiarkowanej, charakteryzującym się słoistą budową , duże naczynia rozmieszczone są zawsze w strefie drewna wczesnego, naczynia o mniejszej średnicy zgrupowane są w drewnie późnym. Wielkość i rozmieszczenie naczyń na poprzecznym przekroju drzew stanowi ważny szczegół rozpoznawczy przy określaniu gatunku drewna.

Z tego względu drzewa liściaste dzielą się na dwie grupy:
1. Drzewa pierścieniowonaczyniowe charakteryzujące się tym, że naczynia o dużej średnicy tworzą w strefie drewna wczesnego wyraźny pierścień. Różnica w wielkości drewna wczesnego i drewna późnego jest ostro zarysowana.
Należące tu drzewa można podzielić na trzy podgrupy:
- naczynia w strefie drewna późnego tworzą rozgałęzione promienisto rozmieszczone skupienia. (dąb szypułkowy, dąb bezszypułkowy i dąb czerwony)
- naczynia w strefie drewna późnego tworzą obwodowo biegnące, faliste linie (kasztan i wiązy)
- naczynia w strefie drewna późnego są rozmieszczone równomiernie i nie tworzą wyraźnych zgrupowań.(grochodrzew, jesion przeorzech)
2. Grupa drzew rozpierzchłonaczyniowych charakteryzuje się tym, że niewidoczne gołym okiem naczynia rozmieszczone mniej więcej równomiernie na szerokości słoju. Spadek średnicy, od największych naczyń w drewnie wczesnym do najmniejszych w drewnie późnym, przebiega powoli i stopniowo.
Wyróżni się tu dwie podgrupy:
- naczynia w strefie drewna wczesnego są gęściej skupione i tworzą dość wyraźny pierścień, nie są jednak większe od naczyń w strefie drewna późnego. Jest to grupa przejściowa między drewnem pierścieniowonaczyniowym a rozpierzchłonaczyniowym (czeremcha, śliwa, trześnia)
- naczynia nie tworzące pierścieni w strefie drewna wczesnego, lecz są mniej więcej równomiernie rozmieszczone na powierzchni słoja rocznego. (brzoza, buk, grab, grusza, jabłoń, jarząb, jawor, klon, leszczyna, lipa, olcha, osika, orzech, topola, wierzba)

Z podanej charakterystyki wynikają następujące wnioski:
1.  Do grupy drzew pierścieniowo naczyniowych i do przejściowej podgrupy drzew rozpierzchłonaczyniowych należą wyłącznie gatunki twardzielowe.
2.  Do grupy drzew rozpierzchłonaczyniowych (z wyłączeniem podgrupy przejściowej) należą wszystkie gatunki beztwardzielowe.

Elementy anatomiczne drzew rodzajów liściastych

Konsekwencją istnienia w kambium dwu typów komórek – wrzecionowatych i promieniowych – jest istnienie w drewnie dwu systemów podłużnego (osiowego) i poprzecznego (promieniowego)

1 Elementy osiowo zorientowane:
- włókna drzewne (lignoform)
- naczynia (tracheje)
- cewki (tracheidy)
- miękisz drzewny (parenchyma)
2 Elementy poziomo zorientowane
- komórki miękiszowe promieni drzewnych

Cewki
W drewnie liściastym cewki występują nielicznie, nie mniej są bardziej różnorodne niż u iglastych. Wyróżniamy:
1- cewki naczyniowe – są wrzecionowate i podobne do wąskich członów naczyń. Występują zazwyczaj w skupieniach pasmowych, wzdłuż ciągu połączone są jamkowaniem drabinkowym Na ścianach bocznych zaopatrzone są w drobne jamki lejkowate bez torusa, z porowatą błoną zamykająca. Na przekroju poprzecznym cewki naczyniowe wyglądają jak skupienia drobnych naczyń. W czasie ich różnicowania nie występuje wzrost intruzywny. Mogą w nie wrastać wcistki podobnie jak w naczynia.
2- Cewki wokółnaczyniowe – występują u gatunków mających naczynia o dużej średnicy i przylegają do tych naczyń. Mogą mieć kształty nieregularne. Kontaktują się z naczyniem, a także z komórkami miękiszowymi za pomocą gęsto ułożonych, licznych drobnych jamek lejkowatych.
3- Cewki włókniste są dłuższe niż komórki wrzecionowate kambium. Maja stosunkowo grube ściany zaopatrzone w jamki lejkowate. Pełnią funkcję mechaniczną ale również uczestniczą w przewodzeniu wody i jej magazynowaniu. U niektórych drzew np. topola (Populus) cewki włókniste stanowią główny składnik drewna.

Naczynia
Pojęciem naczyń określa się zorientowany równolegle do osi łodygi kanał utworzony z komórek członowych (segmentów) , w których ściany poprzeczne uległy częściowemu lub całkowitemu rozpuszczeniu (ześluzowaceniu) W zależności od stopnia rozpuszczenia ścian poprzecznych członów naczyń, który określa się terminem perforacji wyróżnia się w drewnie liściastych strefy umiarkowanej:
- człony naczyń z perforacją prostą (przebiciem prostym)
- człony naczyń z perforacją drabinkową (drabiniastą)
Płyty perforacyjne w naczyniach mogą być ustawione poprzecznie albo antyklinalno-skośnie. Typ perforacji, ułożenie jamek lejkowatych na ścianach bocznych członów naczyń, stanowi ważną cechę taksomiczną. Człony naczyń mają zróżnicowany kształt i wymiary. Wyróżnia się naczynia o kształcie wydłużonym (wrzecionowatym) walcowatym i beczułkowatym.
                                                                      
Są to komórki o dużym świetle i stosunkowo cienkich błonach komórkowych, w których występują jamki lejkowate. Obecność jamek lejkowatych na ścianie członów naczyń dotyczy tylko tych miejsc, w których człon naczynia kontaktuje się z innymi komórkami pełniącymi funkcję przewodzącą.
Rozmieszczenie jamek na ścianach członów naczyń.
-drabinkowe – spłaszczone jedna nad drugą (magnolia)
-horyzontalne – (platan, tulipanowiec)
-diagonalne (skośne) występują skośnie do osi naczynia (platan, tulipanowiec)
-nierównomierne (większość gatunków)
Jamki w ścianach członów naczyń mogą mieć różnoraki kształt. Wyróżnia się:
-kształt okrągły
-kształt owalny
-kształt wieloboczny 9jeżeli liczba jamek jest bardzo duża wtedy jamki do siebie przylegają –np. u wierzby (Saliks))

Wymiary członów (segmentów) naczyń
Długość członów naczyń jest taka sama jak długość wrzecionowatych komórek kambium, z których powstały.

Długość naczyń (dane dotyczą drzew o wysokości do 20 m.)

Włókna drzewne

Włókna drzewne są to komórki wydłużone ostro zakończone. Granica między cewkami włóknistymi jest nieostra. Ekstremalna forma włókien drzewnych jest podobna do włókien łykowych. Nazywana jest libriformem.
Światło we włóknach libriformu jest bardzo zredukowane, jamki są szczelinowe i nie wykazują cech lejkowatości (czyli brak im obrzeżenia) ,występują nielicznie w formie zdegradowanej.
                                                                   
Cechą charakterystyczną włókien drzewnych jest to, że są one znacznie dłuższe niż komórki kambium, z których powstają Zwiększenie długości włókien w stosunku do komórek kambium wynosi od kilkudziesięciu do kilkuset procent (u Populus tremula 70-120%, u Robinia 300-500%) Włókna drzewne są na ogół komórkami martwymi, u drzew egzotycznych jednak dość często są żywe. Protoplast włókien często dzieli się poprzecznie już po wykształceniu ściany wtórnej. Ponieważ jednak blaszka środkowa ściany poprzecznej nie dochodzi do blaszki środkowej otaczającej włókno, poszczególne komórki powstałe z podziału poprzecznego nie ulegają rozdzieleniu przy maceracji. Włókna tego typu nazywa się członowanymi.

Miękisz drzewny

Miękisz drzewny nie jest jedyną kategorią miękiszu występującego w drewnie (drugą jest miękisz promieni drzewnych) dlatego w celu uniknięcia pomyłek stosuje się określenie “podłużny” W czasie wytwarzania miękiszu drzewnego komórki wrzecionowate kambium zwykle dzielą się kilkakrotnie poprzecznie.
Wśród komórek miękiszowych można wyróżnić dwa typy:
-komórki miękiszu drzewnego włóknistego
-komórki miękiszu drzewnego pasmowego
Miękisz włóknisty jest komórką wydłużoną, podobną do włókien drzewnych ale nie tak ostro zakończoną. Światło komórek miękiszu drzewnego włóknistego jest wyraźnie większe a błony komórkowe cieńsze (około 2 μm).Długość zbliżona do inicjalnych komórek wrzecionowatych w strefie kambium (około 0,5-1 mm) Komórki miękiszu drzewnego pasmowego zawierają poprzeczne przegrody (może ich być 2-20 szt.)

Komórki miękiszowe promieni drzewnych

System poprzeczny jest wytworem komórek promieniowych kambium. Składa się on z promieni drzewnych. Niektóre z nich sięgają do rdzenia (stąd potoczna nazwa), jednak nie wszystkie, większość nie sięga tak głęboko, biorąc początek w tej warstwie, która była odkładana gdy w kambium powstawały komórki inicjalne dla danego promienia.
                                                                      
U drzew liściastych różnorodność promieni pod względem szerokości i wysokości jest większa niż u iglastych. Nieliczne gatunki maja wyłącznie promienie jednorzędowe (wierzba(Salix), topola(Populus), kasztanowiec(Aeskulsus)).Niektóre odwrotnie, mają promienie tylko wielorzędowe (np. Platanus). Większość obok promieni jednorzędowych reprezentujących wczesne stadia rozwoju, ma promienie dwu i wielorzędowe. Wśród naszych drzew najszersze promienie występują u. dębu (Quercus), i buka (Fagus), osiągają szerokość kilkudziesięciu komórek. Promienie wielorzędowe są widoczne makroskopowo, co wykorzystujemy do rozpoznawania gatunków drewna. Promienie u dwuliściennych składają się wyłącznie z komórek miękiszowych. Te ostatnie mogą być jednak zróżnicowane pod względem kształtu, właściwości cytologicznych, kontaktów z elementami trachealnymi. Ze względu na kształt wyróżniamy dwa rodzaje komórek promienia: leżące i stojące. Pierwsze są wydłużone wzdłuż promienia, drugie prostopadle do niego.
                                          
Ze względu na kontakty, za pośrednictwem jamek , z elementami trachealnymi wyróżniamy komórki kontaktowe i komórki izolowane. Pierwsze połączone są na ścianach stosunkowo dużymi, jamkami z naczyniami lub cewkami, z którymi stykają się. Drugie takich połączeń nie mają. W przebiegu promieniowym promienie drzewne łączą się i rozgałęziają tworząc sieć. Sieć ta ma szczególnie wiele węzłów w drewnie gatunków o włóknistości przeplecionej, np. Platanus. Promienie drzewne wraz z miękiszem drzewnym (podłużnym) tworzą ciągły system miękiszu w drewnie.

Wcistki

Wraz ze wzrostem drewna na grubość funkcje przewodzenia wody przesuwają się z centralnej części pnia na zewnętrzne warstwy drewna. W związku z tym obniża się ciśnienie wody w głębiej położonych naczyniach, a komórki miękiszu przynaczyniowego, pod wpływem ciśnienia osmotycznego, wnikają przez jamki w światło naczyń. W ten sposób powstają wcistki.(thyllae) zamykające stopniowo naczynia wyłączające je z procesu przewodzenia wody. Komórki miękiszowe wrastają do naczyń przez jedną jamkę lub kilka jamek jednocześnie. Wcistki występują w twardzieli i fałszywej twardzieli licznych gatunków drzew ; jak buk, brzozy, dęby, dereń, przeorzech, jesion, kasztan, kasztanowiec, olchy, orzech, platan, topole, trześnia, wiązy i wierzby , poza tym występują w drewnie różnych gatunków egzotycznych. Wcistki powstają w drewnie drzew żywych, ich pojawienie się stanowi wstępne stadium w procesie wytwarzania fałszywej twardzieli. Prócz tego wcistki powstają licznie w miarę wysychania drewna ściętego. To pośmiertne wytwarzanie wcistek wiąże się z przeobrażeniami, jakie zachodzą w związku z powolnym zamieraniem komórek miękiszowych, które w ściętym drewnie utrzymują się długi czas przy życiu . zmiany te wywierają ujemny wpływ na jakość drewna . Chcąc je wyeliminować albo ograniczyć należy drewno bukowe poddać parzeniu. Pod działaniem gorącej, wilgotnej pary wodnej komórki miękiszu zamierają, co hamuje przebieg ich dalszych przemian.
                                                                                  

Udział= elementów składowych w drewnie drzew liściastych

LITERATURA:
1. Zygmunt Hejnowicz “Anatomia i histogeneza roślin naczyniowych”
2. Franciszek Krzysik “NAUKA O DREWNIE”
3. Stanisław Prosiński “CHEMIA DREWNA”

OPRACOWAŁ:
Mgr inż. Andrzej Waligóra
Technolog drewna