НУБіП України
ННІ ЛіСПГ
ЛІСОГОСПОДАРСЬКИЙ ФАКУЛЬТЕТ
КАФЕДРА ТЕХНОЛОГІЇ ДЕРЕВООБРОБКИ
АНОТАЦІЇ ЛЕКЦІЙ З ДЕРЕВИНОЗНАВСТВА
для студентів 2-го курсу напряму деревооброблювальні технології
ЗМІСТОВНИЙ МОДУЛЬ № 1
Макроскопічна та м мікроскопічна будова деревини.
Вади деревини
Лекція 1.3. ТЕМА: «Мікроскопічна будова деревини та кори»
Виконавці:
зав. кафедри технології деревообробки, професор
Пінчевська О.О.,
асистент Буйських Н.В.,
доцент Зражва С.Г.
КИЇВ – 2013
Лекція 1.3. Тема: «мікроскопічна будова деревини та кори» (4 години) План лекції
1. Види клітин та тканин.
2. Будова клітинної стінки.
3. Анатомічні елементи деревини хвойних та листяних порід.
1.3.1. Види клітин та тканин
Всі рослини складаються з клітин (К), в яких живий вміст - протопласт заключений в оболонки. За формою рослинні клітини поділяють на дві основні групи: паренхімні і прозенхімні.
Паренхімні клітини - мають округлу або багатогранну форму з приблизно однаковими розмірами у трьох напрямках (0,01-0,1мм) та тонкі оболонки.
Прозенхімні клітини - мають витягнуту, волокноподібну форму (діаметр 0,01-0,05мм довжина 0,5-3,0 до 8 мм) з потовщеними оболонками.
Деревина ростучого дерева на 90-95% складається з мертвих клітин і лише частина (паренхімні) мають живий протопласт. Довжина більшості клітин орієнтована уздовж стовбура.
Тканини - сукупність клітин однакової будови.
В ростучому дереві є такі типи тканин:
- покривні - на поверхні рослини (кора);
- механічні, надають міцності рослині (деревина, кора);
- провідні - для проведення води з розчиненими в ній поживними речовинами (деревина, кора);
- запасаючі - зберігають поживні речовини (цукри, крохмаль, олії, тощо),(деревина),(паренхімні тканини);
- твірні - утворюють нові клітини шляхом багаторазового ділення (камбій);
- асиміляційні - засвоюють вуглекислоту в процесі фотосинтезу (листя).
Камбій складається з двох типів живих початкових клітин веретеноподібних та променевих ініціалей. Від перших утворюються елементи уздовж стовбура, від других - горизонтально.
В період активності ініціалі витягуються в напрямку радіуса стовбура та діляться тангенціальними перегородками. При цьому після ділення одна клітина лишається камбіальною, а інша стає клітиною деревини, або лубу. В бік деревини клітини відкладаються у 4-6 разів більше, ніж в бік лубу, тому деревини у стовбурі більше.
Річні кільця відмирають у різних дерев неодночасно. Так, у верби їх на периферії залишається живими 8-10, решта - мертві; у сосни до 30 річних кілець живих, а вся центральна частина стовбура відмирає.
1.3.2. Будова клітинної стінки
Під час вегетації в клітинах камбію з'являється серединна пластинка, яка розростаючись ділить материнську клітину на дві дочірні. Ця пластинка складається з пектинових сполук - аморфних, гідрофільних та дуже пластичних. Потім по обидва боки пластинки відкладаються первинні оболонки, що обмежують протопласт кожної дочірньої клітини.
Структура та хімічний склад клітинної оболонки протягом життя різко змінюються.
Рис. 1. Розташування мікрофібрил у клітинній стінці
Первинні оболонки складаються з окремих мікрофібріл целюлози (вуглеводний полімер з дуже довгою ланцюговою молекулою), між якими розташована аморфна речовина – матрікс.
Після закінчення росту клітини розтягуванням починається утворювання вторинної оболонки, яка спочатку складається з целюлози та геміцелюлоз.
Зміцнення клітини завершується внаслідок просочування її лігніном (складний не вуглеводний полімер), який надає стінкам жорсткість, спроможність опиратися стискаючим навантаженням. Лігніфікація відбувається в період утворення вторинної оболонки. Спочатку дерев’яніє первинна оболонка, далі міжклітинний шар і, нарешті, вторинна оболонка.
Первинна оболонка містить порівняно мало целюлози, але по мірі росту вона збагачується лігніном, що призводить до підвищення міцності. Первинні оболонки двох сусідніх клітин і міжклітинна речовина між ними зливаються в одну структуру, яку називають складною серединною пластинкою.
Оболонку зрілої клітини в технічній анатомії деревини називають клітинною стінкою. Зрубана деревина як матеріал складається з клітин з відмерлим протопластом, а саме з одних клітинних оболонок.
Основна речовина клітинної стінки - целюлоза. Елементарною структурною одиницею, що помітна в електронний мікроскоп, є елементарна фібріла (складається з 40 макромолекул целюлози), поперечний перетин якої до 10 нм. Елементарні фібрили містять ділянки з упорядкованим (кристалічні області довжиною 100±20нм), і переплутаним (аморфні, довжиною 30...40нм) розташуванням молекул целюлози. Елементарні фібрили утворюють більші структури - мікрофібрили (стрічкоподібне утворення товщиною 5-10 нм, шириною 10-30 нм і довжиною декілька мікрометрів).
Більш крупні утворення, що можна роздивитись у світловий мікроскоп - макрофібрили або просто фібрили, мають поперечні розміри 400 і більше нм.
Первинна оболонка - Р має малу товщину. Показано неупорядковане розташування мікрофібрил, між якими знаходиться лігнін (рис. 2, 3).
Вторинна оболонка - S в 10 разів товстіша за первинну; має спіралеподібне розташування мікрофібрил під різними кутами до поздовжньої осі клітини.
В тонкому зовнішньому шарі S1 можна спостерігати декілька шарів ламель у яких мікрофібрили перехрещуються спірально.
В широкому середньому шарі S2, що містить десятки ламель, мікрофібріли розташовано в вигляді правоспрямованих (Z - подібних спіралей) з невеликим кутом нахилу 5-15° до 30°.
Внутрішній шар S3 (товщина 0,1...0,2 мкм) має мікрофібріли, що розміщені по пологим спіралям з кутом нахилу 50-90° .
На останній стадії відмирання протопласту утворюється бородавчастий шар , W.
Рис. 2. Будова клітинної стінки
Рис. 3. Поперечний переріз клітин деревини
Вторинна оболонка має заглиблення - прості і обведені пори (рис. 4, 5). Пора формується між двома сусідніми клітинами, в яких міжклітинна речовина і первинні оболонки утворюють мембрану, а вторинні оболонки розчиняються у вигляді отворів. Якщо вторинна оболонка утворює дашок по периметру пори, то така пора називається обведеною. Пори, які мають вигляд кільцевого отвору без обрамлення називають простими Зустрічаються ще напівобведені пори, які мають обрамлення тільки збоку однієї з двох сусідніх клітин.
Рис. 4. Пори різного типу
У центрі мембрани обведеної пори є потовщення різноманітної форми, яке називають торусом, а частину мембрани, що оточує його називають краєвою зоною. Закриваючи отвори пор, торуси можуть регулювати хід водних розчинів між клітинами.
Рис. 5. Пори у стінках клітин