Человечество пользовалось древесиной на протяжении тысячелетий. Ее использовали для разных целей, главным образом, как источник топлива. Также древесина является отличным строительным материалом, из нее создают инструменты, оружие, мебель, тару, произведения искусства, бумагу.
Вследствие наличия годичных колец, которые во время роста, а также в результате сезонных колебаний температуры или уровня влажности, формируют в своём стволе большинство видов деревьев, ученые могут довольно точно определить регион, в котором росло дерево. Ежегодный мониторинг изменения ширины годичных колец и анализ содержания в них некоторых изотопов элементов, дает возможность более детально изучить состояние климата и атмосферы в древние времена.
Как образуется древесина?
Древесина – это одна из составляющих сосудисто-волокнистого пучка, она противопоставлена еще одной важной части пучка, формирующейся из того же прокамбия или камбия — лубу, или флоэме. В процессе формирования сосудисто-волокнистых пучков из прокамбия возможно два варианта событий:
- все прокамбиальные клетки становятся элементами древесины и луба с образованием так называемых замкнутых пучков. Этот процесс характерен для высших споровых, однодольных и некоторых двудольных растений
- на границе между древесиной и лубом остаётся прослойка деятельной ткани, которую называют камбий. При этом формируются пучки открытые, что характерно для двудольных и голосеменных растений.
При первом варианте событий количество древесины не изменяется, и растение не может утолщаться. Если развитие идет по второму пути, то вследствие работы камбия ежегодно объем древесины увеличивается, и ствол растения медленно становится толще. У древесных пород российского региона древесина находится ближе к центру (оси) дерева, а луб — находится ближе к окружности (периферии). Ряд других растений имеет несколько иное взаимное расположение древесины и луба.
Именно деление клеток камбия в стебеле обеспечивает его рост в толщину. В процессе деления камбиальных клеток ? дочерних образующихся клеток отделяется в древесину, а ? – в луб. По этой причине прирост очень заметен в древесине. Камбий делится не равномерно, этот процесс зависит от сезона. В весенне – летний период деление активное, вследствие чего формируются крупные клетки, к осени деление замедляется, и формируются мелкие клетки. Зимой же камбий не делится. Таким образом, обеспечивается годичный прирост древесины, который хорошо заметен у многих деревьев, и называют его годичным кольцом. По количеству годичных колец специалисты вычисляют возраст побега и целого дерева.
Древесина имеет в своем составе уже отмершие клеточные элементы с одеревеневшими, главным образом, толстыми оболочками. Состав луба, напротив, представлен элементами живых клеток, с живой протоплазмой, клеточным соком и тонкой неодеревеневшей оболочкой. В тоже время, в лубе могут попадаться элементы мёртвые, толстостенные и одеревеневшие.
Обе составляющие сосудисто-волокнистого пучка имеют и еще одно физиологическое отличие. По древесине из земли к листьям движется сырой сок, который является водой с растворёнными в ней полезными веществами. А вот по лубу вниз течет пластический сок.
Процесс одеревенения клеточных оболочек характеризуется пропитыванием целлюлозной оболочки специальными веществами, которые объединены под общим названием лигнин. Наличие лигнина и вместе с тем одеревенение оболочки можно легко определить с помощью определенных реакций. Вследствие одеревенения, растительные оболочки растут в толщину, твердеют. В тоже время при лёгкой проницаемости для воды они утрачивают способности поглощать воду и разбухать.
Строение луба
Флоэма — то же, что и луб. Она является проводящей тканью сосудистых растений. Именно по ней осуществляется транспортировка продуктов фотосинтеза к разным частям растения, где они используются или накапливаются.
В стеблях большей части растений древесный луб находится снаружи по отношению к ксилеме, a в листьях — обращен к нижней стороне жилок листовой пластинки. Проводящие пучки корней имеют чередующиеся тяжи флоэмы и ксилемы.
Луб дерева по происхождению делится на:
- первичный, дифференциирующийся из прокамбия
- вторичный, дифференциирующийся из камбия.
Главное отличие первичной флоэмы от вторичной заключается в полном отсутствии у первой сердцевинных лучей. Однако клеточный состав и первичной, и вторичной флоэмы идентичен. В их составе присутствуют клетки различной морфологии, и выполняют разные функции:
- ситовидные элементы (клетки, трубки и клетки-спутницы). Эти элементы обеспечивают главный транспорт
- склеренхимные элементы (склереиды и волокна), отвечают за опорную функцию
- паренхимные элементы (паренхимные клетки), отвечают за ближний радиальный транспорт.
Читайте также: Механические свойства ткани примеры
Ситовидные трубки живут совсем немного. Зачастую период их жизни не превышает 2-3 года, очень редко они доживают до 10-15 лет. Отмершие регулярно заменяют новые. Ситовидные трубки занимают немного места в лубе и чаще всего соединены в пучки. Помимо таких пучков в лубе присутствуют клетки механической ткани — лубяные волокна, а также клетки основной ткани.
Функции луба
Одной из главных функций, которые выполняет луб молодой, является флоэмный транспорт сока. Этот сок является раствором углеводов (у древесных растений — это главным образом сахароза). Углеводы – это продукты фотосинтеза, в довольно высокой концентрации — 0,2—0,7 моль/литр (примерно от 7 до 25 %). Кроме углеводов в состав сока входят и другие ассимиляты и метаболиты (аминокислоты и фитогормоны) в намного меньших количествах. Скорость транспорта достигает десятков сантиметров в час, что существенно выше скорости диффузии.
Флоэмный сок двигается от органов-доноров, в которых осуществляется процесс фотосинтеза к акцепторам — органам или областям, в которых эти продукты фотосинтеза используются или откладываются на потом. Очень интенсивно потребляются ассимиляты в корневой системе, верхушках побегов, растущих листьях, репродуктивных органах. Многие растения имеют особые органы запасания — луковицы, клубни и корневища, которые выполняют роль акцепторов.
Луб липы – это внутренний слой коры, который имеет светло- желтую окраску. Его задача – обеспечить прочность стебля. Лубяной слой довольно проблематично разорвать по ширине, однако вдоль стебля он легко распадается на тонкие волокна большой длины.
Лубяная часть стебля часто применяется в хозяйстве, к примеру, луб липы знаменит тем, что из него изготавливают рогожу и мочалки.
Отметим, что если кору на дереве по кругу перерезать до слоя древесины, то органические вещества больше не будут транспортироваться к корням, и дерево через время погибнет.
Естествознание.ру
Луб или первичная и вторичная кора
Луб проводит органические вещества от кроны вниз (нисходящий ток) и для проведения воды не служит, так как при вырезании коры кольцом вокруг ствола (кольцевание) приток воды к кроне не прерывается. Механические ткани в лубе древесных пород всегда древеснеют, поэтому одревеснение нельзя считать признаком, отличающим древесину от луба.
Подобно древесине луб также состоит из 3 тканей:
- Запасающих — сердцевинных лучей и лубяной паренхимы;
- Проводящих — ситовидных трубок;
- Механических — лубяных волокон и иногда каменистых клеток.
Паренхима луба
Паренхима луба, как и паренхима древесины, состоит из паренхимы сердцевинных лучей и паренхимных волокон. От паренхимы древесины она отличается целлюлозными оболочками и более разнообразным содержимым. В ней часто встречаются не только крахмал и масло, но и кристаллы щавелевокислого кальция (одиночные и в сростках — друзах), дубильные вещества и различные сильнодействующие, ценные в медицине вещества, например салицин, хинин и др. Благодаря этому кора некоторых древесных пород, как например дуба, ели, ивы применяется для дубления, а кора крушины, хинного дерева и др. в медицине. В растении эти вещества играют некоторую защитную роль, предохраняя их от повреждений разными паразитами, а также от огладывания зайцами, мышами, козами и т. д.
Паренхимные клетки с кристаллами иногда располагаются в продольном направлении с большой правильностью, прилегая к лубяным волокнам. Тогда они носят особое название кристаллоносной паренхимы и играют большую роль при определении древесных пород по строению коры. Подобно заменяющим волокнам древесины, в лубе также встречаются живые клетки в виде волокон, не разделенных поперечными перегородками на плренхиматические клетки. Эти нежные живые клетки мало отличаются по форме от произведших их клеток камбия и поэтому носят название камбиформа. Паренхимные клетки иногда, как например у сосны, лиственницы и других хвойных, располагаются правильными тангентальными полосками, чередующимися с рядами ситовидных трубок. Ежегодно образуется одна, реже две полоски.
Сердцевинные лучи
Сердцевинные лучи луба всегда составляют продолжение лучей древесины, но обычно они значительно шире древесных лучей и в молодых ветках нечувствительно переходят в паренхиму первичной коры. Так же, как в древесине, здесь иногда встречаются лучи, составленные из разнородных клеток. Так, у сосны на радиальном разрезе можно видеть, что средние клетки вытянуты получу (лежачие), а верхние и нижние по волокнам (стоячие).
Читайте также: Где производят шелковые ткани
Ситовидные трубки
Ситовидные трубки древесных пород каких-нибудь особенных отличий не обнаруживают. Только здесь встречается более сильное развитие сит. Они находятся не только на поперечных, но и на боковых стенках ситовидных трубок. У некоторых древесных пород (например, у липы) встречаются сложные сита, причем в лестнично продырявленном сосуде перегородка поставлена косо и состоит из ряда сит, разъединенных поперечными перекладинами вроде перекладин лестницы.
Ситовидные трубки остаются живыми очень не долго, всего 2—3 года. На расстоянии 0,1—0,2 мм от камбия они уже отмирают, и закупориваются мозолистым веществом, легко растворимым в щелочах. Через несколько лет, когда трубки отмирают, мозолистое вещество растворяется и сита снова имеют вид сеточек. В листьях такого растворения не происходит и мозолистое вещество сбрасывается вместе с ними. Отмирание ситовидных трубок конечно не означает отмирания всего луба. Лубяная паренхима остается жить еще долго — 12—25 лет после этого. Ее клеточки даже разрастаются и делятся, пока их не отрежет слой пробки.
Механические элементы
Механические элементы луба представлены лубяными волокнами и каменистыми клетками. Первые, соединяясь группами, образуют длинные тяжи, окутывающие ствол в виде сетки. Наряду с настоящими лубяными волокнами иногда встречаются, подобно перегородчатому либриформу древесины, перегородчатые лубяные волокна, разделенные тонкими перегородками. Кроме лубяных волокон механическую роль играют каменистые клетки, которые образуются из паренхимы путем утолщения оболочек. Последние при этом всегда древеснеют и клетки отмирают.
Механические ткани — не необходимый элемент луба. У сосны, например, он совершенно отсутствует, у других древесных пород имеются только лубяные волокна (липа) или только каменистые клетки (ель, береза), и наконец у третьей категории те и другие (дуб, ива, ольха, клен).
Расположение тканей луба не имеет той правильности и периодичности, которые наблюдаются в древесине. Можно только наблюдать чередование слоев тонкостенных элементов (ситовидных трубок и паренхимы) с толстостенными лубяными волокнами. В этом случае говорят о толстостенном и тонкостенном лубе. У липы, дуба и можжевельника чередование того и другого луба довольно правильно и хорошо заметно, причем ежегодно образуется 2 слоя толстостенного луба.
С возрастом луба, следовательно, в его наружных слоях, соотношение тканей несколько меняется. Паренхима луба между лубяными волокнами и в сердцевинных лучах очень сильно размножается так, что слои толстостенного луба разбиваются на отдельные, далеко раздвинутые друг от друга группы. Ситовидные трубки после отмирания сплющиваются в такой степени, что от них остаются только небольшие бесформенные прослойки прижатых друг к другу оболочек. Наконец в паренхиме отдельные группы клеток древеснеют и превращаются в каменистые клетки, делающие кору более твердой.
Лубяные волокна и их функции
Лубяные волокна — это волокна, получаемые из стеблей или листьев определенных растений. Таких травянистых представителей флоры насчитывается весьма много — порядка 2 тысяч. Однако наиболее популярными являются такие из них, как лен, пенька, джут, канатник. Древесные волокна — те, которые получают из некоторых пород древесины.
Как выглядит такое волокно?
Лубяные и древесные волокна представляют собой «ткань» растений. Клетки их имеют вытянутую форму и заостренные концы. В отличие от других, их длина может измеряться в миллиметрах и даже сантиметрах. А вот поперечный срез — в микронах. Оболочка волокна очень жесткая, внутри клетка практически не живет, она всегда отмершая. Со временем происходит одревеснение такой клетки, и ее полезные свойства утрачиваются. Она становится более ломкой и рассыпчатой. Неодревесневшая клетка волокна богата целлюлозой и поэтому очень гибка и эластична.
Практически в промышленности используется не отдельное волокно, а их конгломерат. Заостренные концы клеток соединяются между собой при помощи пектина, поэтому материал получается довольно прочным. Последнее качество обуславливается еще и тем, что в их оболочке фебрилиты целлюлозы плотно скручиваются в спираль (как канат или веревка).
Читайте также: Рисование листьями по ткани
Чтобы получить готовое качественное волокно, нужно разрушить стебель. Чаще всего это достигается при помощи вымачивания. Пектин и другие скрепляющие вещества разрушаются — остается цельное волокно. Иногда применяют химический или механический способ его добывания.
Для чего используют лубяные волокна?
Во-первых, они широко используются в текстильной промышленности для изготовления тканей и пряжи. Не все волокна подходят для этих целей, а только мягкие. Их получают из льна или рами. Еще одна функция лубяных волокон — веревочные и канатные изделия. Для этих целей пригодны грубые изделия (пенька, джут) и жесткие (сизаль, абака). Широко используются и древесные волокна. Их применяют в строительстве для изготовления композитных материалов, в бумажной промышленности.
Льняные волокна
Ткани, получаемые из льняного волокна, могут быть разными по качеству — от самой грубой мешковины до тонкой и мягкой плательной. В России выращивается, в основном, только грубый лен.
Пенька
Лубяные волокна конопли относят к числу грубых. Получаемый материал называют пенькой (такое же название имеет и грубая веревка, сплетенная из этих волокон). Следует сказать, что конопля имеет мужские и женские растения. Из мужских как раз и делается пенька. А из женских — матерки — грубые морские канаты. Для обработки такого волокна используются специальные мяльные машины. Без них волокна плохо поддаются хоть какому-то плетению. Они малорастяжимы, очень грубые на ощупь и хорошо впитывают влагу.
Выращивается растение, в основном, в Индии и Пакистане. Волокно имеет такое же название и принадлежит к разряду грубых. Массовая доля его от всего растения составляет 20-25%. Из-за грубости его используют, в основном, для обивки мебели, упаковок, иногда для ковров.
Кенаф
Растение с более низким содержание волокна (от 16 до 20%). Из волокна кенафа изготавливают веревки, грубые ткани типа мешковины или брезента. Лидер по производству — Индия.
Канатник
Травянистое растение с большой долей содержания волокна. Для улучшения его качеств его отваривают в специальном растворе. Из него изготавливают веревки, канаты и т. д. Шпагат из лубяных волокон канатника получается очень упругим и крепким.
Растение с очень качественным волокном, которое отличается особым блеском, эластичностью, мягкостью. Оно устойчиво к гниению. Из рами изготавливают качественные бельевые ткани, рыболовецкие сети.
Вообще, растение принадлежит к семейству Крапивные. Произрастает оно в субтропическом климате. Лидирующие позиции по производству рами занимают Китай, Япония, Филиппины.
Грубые волокна
Такие лубяные волокна получают, в основном, из тропических растений. Они названы так из-за своей низкой влагопроницаемости, стойкости к гниению, жесткости, прочности и малой растяжимости. Применяются только для изготовления канатов.
Абака — текстильный банан. Из листьев этого растения производят одноименное волокно.
Сизаль, генекен — волокно из листьев агавы. Оно менее прочное, чем абака, и более ломкое, чем пенька. Однако это не мешает изготавливать из него сети, веревки и шпагаты. Из него делают также мешковину и упаковочную ткань. Из отходов и очисток — бумагу, по преимуществу оберточную. Длина технического волокна этого растения достигает 1,5 м.
Древесные волокна
Их получают как из стеблей деревьев, так и из их коры. Особой популярностью пользуется липа. Лубяные волокна коры липы часто называют «лыком». На Руси из него плели лапти, да и в годы войны это умение пригодилось партизанам. Вымоченные волокна липы — мочало. Применение его самое разнообразное. Это хороший набивочный материал. Также по сей день из него делают кисти для беления. Или же используют в качестве банной мочалки. Волокно липы очень прочное, поэтому из него изготавливают рыболовные сети и плетут веревки.
Кроме того, волокна липы широко применяются в народной медицине. Считается, что, размоченные и растертые до консистенции пюре, они способствуют заживлению ран и выводят токсины из организма. Этим и объясняется популярность липовых мочалок.
- Свежие записи
- Балкон в многоквартирном доме: является ли он общедомовым имуществом?
- Штраф за остекление балкона в 2022: что это и как избежать наказания
- Штраф за мусор с балкона: сколько заплатить за выбрасывание окурков
- Оформление балконного окна: выбираем шторы из органзы
- Как выбрать идеальные шторы для маленькой кухни с балконом