Строение древесины хвойных пород

Строение древесины хвойных пород

Основная отличительная черта хвойных от лиственных пород заключается в том, что у хвойных пород отсутствуют поры. Таким образом, при первоначальном изучении неизвестного образца древесины наиболее важной деталью, на которую следует обратить внимание, является наличие или отсутствие в торцевой части многочисленных круглых отверстий, обычно называемых сосуды или поры.

У лиственных пород наиболее заметной анатомической особенностью являются поры, которые служат для первоначального разделения лиственных пород на основе различного распределения их пор. Однако, поскольку хвойные породы не имеют пор, вместо этого используется другая заметная и легко узнаваемая анатомическая особенность, позволяющая быстро провести широкие различия между хвойными породами.

Смоляные каналы

Смоляные каналы, иногда называемые смоляными протоками, уникальны для хвойных деревьев. Технически они не являются отдельными клетками, а фактически представляют собой открытые трубчатые пространства, окаймленные специальными ячейками, которые обладают способностью выделять смолу в соседнее отверстие (канал). Одно из очевидных назначений этих каналов – защитить и заделать рану, выделяя смолу, чтобы покрыть повреждённый участок дерева. Соответственно, в редких случаях у некоторых пород хвойных пород, у которых обычно нет смоляных протоков, они образуются в результате травмы. При первоначальной сортировке хвойных пород при рассмотрении их смоляных каналов выделяются три основные группы:

Большие, многочисленные, равномерно расположенные, одиночные смоляные каналы

Сосна жёлтая (Pinus ponderosa)

В эту группу входят все настоящие сосны семейства Pinus

Маленькие, редкие, спорадически расположенные, тангенциально сгруппированные смоляные каналы

Ель Ситха (Picea sitchensis)

Некоторые рода семейства сосновых, такие как: ель (Picea spp.), лиственница (Larix spp.) и дугласова пихта (Pseudotsuga spp.)

Нет смоляных каналов

Кедр ливанский (Cedrus libani)

Многочисленные виды кедра, а также: пихта (Abies spp.), тсуга (Tsuga spp.), можжевельник (Juniperus spp.) и тис (Taxus spp.)

Смоляные каналы могут быть очень редкими в некоторых хвойных породах, поэтому необходимо соблюдать внимательность, при наблюдении за достаточно большой площадью торцевых волокон, чтобы убедиться в их отсутствии. Одним из способов подтвердить наличие смоляных каналов является поиск типа горизонтального смоляного канала, называемого веретеновидным лучом. При взгляде с торцевой поверхности веретеновидные лучи выглядят необычно широкими и могут рассматриваться как гибрид канала смолы и луча (смотрите изображение ели Ситха для примера веретеновидных лучей).

После того, как образец хвойных пород был отсортирован в одну из трёх первоначальных категорий на основе смоляных каналов, используются дальнейшие уточнения для получения более конкретной и утвердительной идентификации. Ниже приведён обзор остальных признаков, которые используются для описания и идентификации хвойных пород. На странице профиля каждой породы хвойных пород также перечислены эти характеристики, чтобы помочь в идентификации.

Трахеиды

Внутри ствола хвойного дерева большая часть древесины состоит из длинных тонких клеток, называемых трахеидами. В дополнение к тому, что трахеиды придают дереву большую часть его прочности, они также в некотором смысле выполняют роль “пор” – поскольку у хвойных деревьев отсутствуют настоящие поры, они полагаются на трахеиды для проведения сока.

Трахеиды расположены упорядоченными, аккуратными рядами внутри ствола и являются продольными (они проходят вдоль ствола). Трахеиды могут различаться по диаметру в зависимости от породы, и поскольку на их долю приходится более 90% клеток, их диаметр сильно влияет на общую текстуру и ощущение древесины – чем больше диаметр, тем грубее текстура.

Поскольку анатомические особенности, такие как трахеиды, очень трудно точно измерить без специальных инструментов, их диаметр вместо этого будет упоминаться в сравнительных терминах, таких как малый, средний и большой. При просмотре волокон с торца при 10-кратном увеличении у хвойных пород с самыми крупными трахеидами обычно есть клетки, каждую из которых можно увидеть по отдельности. Отдельные клетки становится труднее различить в среднем диапазоне, в то время как самые маленькие трахеиды, как правило, появляются только в виде коллективной массы без чётких границ клеток.

Болотный кипарис (Taxodium distichum)

Пихта бальзамическая (Abies balsamea)

Туя западная (Thuja occidentalis)

Посмотрите на фото:

• Слева находится
  Болотный кипарис (Taxodium distichum) с очень большими трахеидами, особенно среди ранней древесины.
• В центре находится
  Бальзамическая пихта (Abies balsamea) с промежуточной текстурой.
• Справа находится
  Туя западная (Thuja occidentalis) с трахеидами очень маленького диаметра, которые обычно невозможно различить по отдельности.

Переход от ранней древесины к поздней

Сосна жёлтая (Pinus ponderosa)

Имеет довольно резкий переход от ранней к поздней древесине

Сосна Ламберта (Pinus lambertiana)

Имеет гораздо более постепенный переход размеров трахеи

Молодая древесина состоит из быстрорастущего материала, в то время как зрелая древесина состоит из более плотного, медленно растущего материала. В хвойных породах это приводит в ранней древесине к трахеидам бо́льшего диаметра, в поздней древесине к трахеидам меньшего диаметра. Помимо простого определения общего среднего размера трахеид, также может быть полезно отметить скорость перехода от ранней древесины до поздней. Этот переход можно описать как-либо "очень постепенно", или "очень резкий", или где-то посередине, например "умеренно резкий". Хотя это визуальное описание несколько субъективно, такие наблюдения могут помочь дать подсказки и направить неоднозначную идентификацию в ту или иную сторону.

Одним из предостережений при изучении скорости перехода трахеид является то, что следует также учитывать темпы роста. Например, если образец древесины имеет аномально высокую скорость роста, зоны ранней и поздней древесины будут удлинены, создавая искусственно заниженное впечатление более постепенного перехода. Аналогично, если обнаружен образец древесины, который, как предполагается, имеет необычно медленную скорость роста, то зоны роста будут сжаты, и переход между ранней древесиной и поздней древесиной будет казаться более резким.

Контраст волокон

Лиственница западная (Larix occidentalis)

Имеет высокий контраст волокон

Сосна Веймутова (Pinus strobus)

Имеет гораздо меньший контраст волокон

У хвойных пород контраст волокон – это, по сути, описание контраста цвета между ранней и поздней древесиной. Если цвет древесины несколько монотонен и не прерывается между зонами ростового кольца, он имеет низкий контраст волокон. Если цвет древесины имеет полосатый вид с высоким контрастом между ранней и поздней древесиной, он имеет высокий контраст зернистости. Подобно переходам от ранней древесины к поздней, контраст волокон является несколько субъективной мерой, хотя контраст волокон, как правило, легче измерить, и его можно наблюдать как по зернистости поверхности, так и по зернистости торца. Контрастность волокон может быть описана как очень высокая, очень низкая или где-то посередине.

На лицевой волокнистой поверхности древесины Сосна Веймутова имеет очень однородный и монотонный внешний вид, с едва заметными линиями текстуры.

Следует отметить, что контраст волокон и переходы от ранней древесины к поздней следует рассматривать отдельно. Хотя может показаться очевидным, что древесина с резким переходом от ранней древесины к поздней также будет иметь неравномерный внешний вид, важно помнить, что только потому, что резкое изменение диаметра трахеи не обязательно означает, что будет сопутствующее изменение цвета – некоторые породы дерева имеют резкие переходы, и относительно равномерные цвета волокон.

Паренхима

Секвойя вечнозелёная (Sequoia sempervirens)

Имеет многочисленные клетки паренхимы, разбросанные по всей древесине

Можжевельник виргинский (Juniperus virginiana)

Зональная паренхима (двойное кольцо)

Клетки паренхимы являются примером анатомического элемента, который имеет гораздо большее применение в макроскопической идентификации древесины твёрдых пород, чем в идентификации хвойных пород. Тем не менее, даже несмотря на то, что клетки паренхимы лиственных пород могут образовывать гораздо более сложные (и выразительные) структуры, паренхима хвойных пород всё равно имеет ограниченное применение при идентификации.

Подобно трахеидам, паренхима ориентирована по длине ствола дерева и иногда называется продольная или осевая паренхима. В хвойных породах эти клетки паренхимы имеют примерно тот же диаметр, что и трахеиды, если смотреть с торца.

Поскольку трахеиды составляют более 90% клеток хвойных пород, клетки паренхимы сравнительно редки (многие хвойные породы вообще не имеют паренхимы, например: сосна, ель и тис).

Обычно отдельные клетки, разбросанные по всей клеточной структуре древесины, невозможно различить по отдельности, но поскольку паренхима часто заполнена содержимым более тёмного цвета (обычно янтарным или красновато-коричневым), эти особые клетки иногда можно разглядеть при 10-кратном увеличении.

При макроскопическом исследовании паренхимы хвойного дерева обычно встречаются две различные структуры. Первая – это когда паренхима просто разбросана по всей клеточной структуре древесины практически без видимого порядка, что называется диффузная паренхима. Вторая – это когда клетки расположены в виде кольца или линии, которая проходит параллельно годичным кольцам, часто называемой зональная паренхима.

Лучи

За исключением особых веретеновидных лучей, которые встречаются в сочетании со смоляными каналами, лучи древесины хвойных пород обычно имеют ширину всего от одной до двух клеток (называемые неразветвлёнными и разветвлёнными пополам, соответственно). Поскольку эти средние лучи намного уже и не имеют уникальных характеристик, которые можно наблюдать с помощью 10-кратной лупы, их использование для идентификации, по существу, ограничено микроскопическим исследованием. При идентификации древесины твердолиственных пород лучи могут дать полезные подсказки при определении породы древесины всего при 10-кратном увеличении. Однако, поскольку область применения этого веб-сайта ограничена макроскопической идентификацией всего 10 раз, незначительные различия, встречающиеся в более узких лучах хвойных пород, не будут учитываться.