Как растет дерево: Как растёт дерево

Как растёт дерево


Древесина — ценный, экологически чистый материал

Дерево — многолетнее крупное растение, состоящее из корней, ствола и кроны. При жизни дерева они выполняют свои функции, а затем имеют различные применения в промышленности.
Ткани дерева, состоящие из одревесневших клеток называют древесиной, которая является ценным материалом для различных изделий.

Деревья среди растений нашей планеты — самые долгоживущие и крупные, произрастают на значительных участках суши и даже на мелководьях. Возраст некоторых видов деревьев (калифорнийской секвойи, сосны долговечной, африканских баобабов, индийских баньянов) может быть до нескольких тысячелетий. Деревья, как и другие растения вырастают из крохотных семян, но в отличие от других видов становятся могучими исполинами. Мощные корни удерживают дерево в почве, из которой они всасывают воду и минеральные вещества, поступающие затем через ствол в крону из листьев, где осуществляется фотосинтез.

Дерево растёт в высоту за счёт удлиняющихся верхушек веток — образование новых клеток происходит поверх старых. Ветка, которая вырастет из ствола, останется на том же уровне, а сверху будут расти новые ветки. Дерево растёт также и в ширину — диаметр ствола постоянно увеличивается. Между корой и древесиной существует особый тонкий слой камбий, который состоит из живых клеток, постоянно создающих новые клетки. Этот слой имеется по всей поверхности дерева — в корнях, стволе, ветках и обеспечивает им непрерывный рост и развитие. Камбий состоит из разных видов живых клеток — одни путём деления обеспечивают внутри прирост древесины, а другие снаружи обеспечивают образование коры. Кора периодически лопается, отваливается, обновляется. Основной прирост ствола составляет древесина (10:1), объём которой увеличивается путём образования новых слоёв клеток. Слои живых клеток камбия отмирают, оставляя одревесневшие стенки (подобно кораллам), которые и создают основную массу древесины.

На срезе ствола хорошо видны последовательно меняющиеся светлые и тёмные кольца. Светлые кольца состоят из более крупных клеток, образовавшихся весной и в начале лета. Тёмные кольца состоят из более мелких клеток, которые образовались в конце лета. Количество колец свидетельствует о возрасте дерева.

В поперечном сечении ствол дерева составляют сердцевина, ядро, заболонь, камбий и кора. Основным сырьём для деревообрабатывающих производств служат ядро и заболонь. Породы деревьев, имеющие ядро (дуб, сосна, лиственница и др.), называются ядровыми, а остальные, у которых нет отличия между периферической и центральной частями ствола (берёза, клён и др.), называются заболонными.

В промышленности из листьев (хвои) дерева получают витаминную муку, лекарственные препараты, из ветвей — щепу для древесноволокнистых плит и тарного картона, ствол, самая ценная в деревообрабатывающем производстве часть дерева, идёт на изготовление пиломатериалов, корни используются для второсортного топлива, кора идёт на изготовление пробок, поплавков, строительных теплоизоляционных плит, из луба коры изготавливают рогожи, мочало, верёвки и др.

Современные технологии позволяют изготавливать из различных сортов древесины уникальный, прочный, водостойкий материал — ламинированные древесно-стружечные плиты (ЛДСП), которые применяются в производстве корпусной мебели и других отраслях. Остатки деревообработки смешиваются с формальдегидной смолой и нагреваются. Из смеси формируются плиты необходимой толщины, которые затем ламинируются специальной защитной плёнкой. В результате получается очень прочный, с превосходными декоративными качествами материал, имитирующий красивые дорогие породы дерева, стоимость которого значительно дешевле.


Добавлено: 31 мая 2014 

 
www. lam-dsp.ru © 2007 — 2015 | ЛДСП продажа в Москве: +7(915)374-19-79

структура древесины, заболонь и ядро

Главная / О древесине / Как растут деревья

Деревья, без сомнения, являются источником благосостояния, но ценность их не аналогична золоту, хотя можно утверждать, что древесина так же прекрасна, как любой благородный металл. Огромная ценность дерева состоит в том, что это — возобновляемый ресурс. К тому же исторически никакой другой материал не показал себя таким легко приспособляемым и неизмеримо полезным человечеству, как древесина с её бесконечным разнообразием видов и применений.

Живое дерево

Для того чтобы понимать свойства древесины и как ее обрабатывать, небесполезно разобраться в том, как растут деревья.

Деревья составляют важную часть царства растений, известную как подцарство Spermtaphyta (семенные растения). Оно подразделяется на отделы Gymnospermae — голосеменные и Angiospermae — покрытосеменные. К первым относятся хвойные деревья с листьями в виде иголок, которые обычно образуют мягкие сорта древесины.

Вторые — это широколистные деревья, известные в качестве твердых пород древесины и которые могут быть как листопадными, так и вечнозелеными.


Строение дерева

Типичное дерево имеет основной стебель, известный под названием ствол, который несет ветви с листьями. Корневая система удерживает дерево в почве и всасывает воду и минеральные вещества для поддержания жизни дерева. Ствол переносит питательные вещества от корней к листьям.

Процесс питания

Испарение влаги с листьев инициирует и стимулирует сокодвижение сквозь мельчайшие клетки, образующие структуру дерева. Двуокись углерода поглощается листьями дерева из окружающего воздуха через поры в листьях. Питательные вещества, образованные в листьях, распределяются между растущими частями дерева и одновременно запасаются некоторыми клетками.

Фотосинтез

Фотосинтез (образование органических веществ из двуокиси углерода и воды) происходит, когда энергия в виде света поглощается хлорофиллом, зеленым пигментом в листьях, в результате чего образуются питательные вещества, обеспечивающие жизнедеятельность дерева. Кислород, как побочный продукт этого процесса, выделяется в атмосферу.

Структура древесины

Древесина — это масса трубчатых целлюлозных клеток, связанных вместе органическим веществом под названием лигнин. Клетки отличаются по размеру и форме, но в целом они длинные и тонкие и расположены вдоль главной оси ствола или веток дерева. Именно такая ориентация клеток формирует направление волокон и слоев. Клетки обеспечивают дереву прочность, циркуляцию сока и запас питательных веществ. У деревьев хвойных пород с мягкой древесиной простая клеточная структура, состоящая в основном из трахендных (волокнистых) клеток, обеспечивающих основной ток сока и физическую прочность. Они представляют собой последовательные радиальные ряды и образуют основной скелет дерева.

У деревьев с твердой древесиной (лиственных) таких клеток меньше, чем у хвойных — у них есть сосуды или поры и волокна, создающие опору. Именно такие особенности клеточного строения позволяют определять твердые или мягкие сорта древесины. Размеры и распределение клеток различны у разных видов и образуют разные типы структуры — мелко- или крупнопористые. Дерево прирастает по толщине годичными отложениями клеток, которые нарастают в результате периодической деятельности камбия. Это тонкий слой живой активной образовательной ткани между корой и собственно древесиной. В процессе роста одни клетки формируют новую древесину, а другие — луб (флоэму), ту ткань, которая переносит синтезированные деревом питательные вещества ко всем частям растительного организма.

С увеличением толщины дерева старая кора растрескивается и образуется новая. Новые клетки дерева превращаются в особый вид клеток, который формирует заболонь — молодой слой древесины непосредственно под корой. Заболонь состоит частично из живых накопительных клеток, а частично — из неживых клеток, способных проводить питательные вещества вверх по стволу, но не накапливать и тем самым не задерживать их поступление ко всем частям растения.

Наряду с клетками, ориентированными вдоль оси ствола, есть и так называемые лучевые клетки, ориентированные радиально от центра ствола. Они переносят и накапливают питание в горизонтальном направлении через заболонь. Лучевые клетки образуют плоские вертикальные скопления или полосы, едва заметные у мягких пород и явственные у некоторых твердых сортов древесины, таких, как дуб.

По мере роста дерева поверх появившегося в предыдущий год кольцевого стоя заболони наращивается новый. Самая старая заболонь уже не может проводить воду, и постепенные химические изменения превращают ее в другую часть древесины — ядро, которая представляет собой несущую основу дерева. Таким образом, ядро со временем увеличивается в размерах, а заболонь по толщине остается относительно постоянной в течение всей жизни растения.

Заболонь и ядро (сердцевина)

У заболони светлый цвет, и она обычно отличается от более темного ядра. Разница в цвете не так заметна у светлых сортов древесины, особенно у мягких. Заболонь хуже по качеству, чем сердцевина, и мебельщики обычно пускают ее в отходы. Она не так устойчива к загниванию, а также подвержена заражению жуками-древоточцами из-за углеводов, скапливающихся в некоторых ее клетках. Пористые и сравнительно тонкостенные клетки легко отдают влагу, и в результате заболонь ссыхается больше, чем более плотное ядро. Однако ее пористость позволяет легко впитывать красящие и защитные вещества.

Поскольку сердцевина является внутренней частью растущего дерева и образуется из старой заболони, она не играет активной роли в процессе роста. Поэтому мертвые клетки могут быть заблокированы органическими веществами, что приводит к изменению цвета клеточной оболочки в присутствии особых химических веществ, называемых экстрактами. Экстракты определяют богатство цвета многих твердых сортов древесины, а также играют определенную роль в защите от грибных болезней и насекомых.

Ранняя и поздняя древесина

Как и у других растении, процесс роста у деревьев зависит от климатических условий. В умеренном климате весной рост обычно ускоренный, летом меньше, а зимой практически отсутствует. Ранняя древесина (или весенняя, как это подразумевается названием) представляет собой часть годичного кольца, образовавшуюся в ранний период годового цикла роста.

Тонкостенные волокнистые клетки в мягких породах и открытые трубчатые клетки в твердых сортах образуют основную массу ранней древесины и обеспечивают быстрый ток сока. Ранняя древесина обычно распознается как более широкая и светлая часть годичного кольца. Поздняя, или летняя, древесина — это часть годичного кольца, которая растет в поздние сроки годового цикла роста и образует клетки с утолщенной оболочкой, формируя обычно более плотную и менее «сокопроводящую» древесину. Одновременно эта структурная ткань повышает прочность древесины.

Такое отчетливое разделение тканей относится к одному сезону и показывает возраст срубленного леса и климатические условия, в которых оно росло. Широкие годичные кольца указывают на благоприятные условия роста, узкие — на плохие условия или засуху. Отличия в структуре ранней и поздней древесины важны для деревообработчика, так как от этого зависит, насколько легко древесина будет поддаваться обработке. Менее тяжелая ранняя древесина режется легче, чем более плотная поздняя.

Это, конечно, не представляет большой проблемы для большинства ручных или механических инструментов, если их лезвия хорошо заточены. Однако разница в твердости может проявиться, когда поздняя древесина выступает над ранней после полировки. В целом древесина с однородной структурой наиболее легко поддается грубой и тонкой обработке. Распределение клеток твердых пород отчетливо проявляется в текстуре (естественном рисунке поперечного среза дерева) лиственных деревьев. У кольцесосудистых видов, таких, как дуб или ясень, хорошо видны кольца больших сосудов в ранней древесине и плотные волокна и клеточная ткань поздней древесины. Такие породы хуже поддаются отделочной обработке, чем рассеянно-сосудистые, такие, как бук, в которых сосуды и волокна распределены сравнительно равномерно. Хотя сорта типа красного дерева часто рассеянно-пористые, их более крупные клетки могут делать их текстуру грубой.

 Камбиевый слой
Тонкий слой образовательной ткани, из которого образуются новая древесина и дуб
Возрастные (годичные) кольца
Слой древесины, образующийся за один возрастной (годовой) период. Большие клетки ранней древесины и меньшие по размеру клетки поздней древесины формируют годичное кольцо
Сердцевинные лучи
Радиально направленные плоские скопления клеток, проводящие питательные соки горизонтально, называемые также медуллярными или сердцевинными клетками
Флоэма, или луб
Ткань внутреннего слоя коры, транспортирующая синтезированные питательные вещества
Флоэма, или луб
Ткань внутреннего слоя коры, транспортирующая синтезированные питательные вещества
 
Заболонь
Новая древесина, клетки которой транспортируют или накапливают питательные вещества
Ядро
Зрелая древесина, образующая остов дерева
Сердцевина
Центральная масса клеток. Часто непрочная и подвержена загниванию
 

Как растут деревья | Набор для ухода за деревьями

Мэри Л. Дурьеа и Марлен М. Малаваси Школа лесных ресурсов и охраны леса, Кооперативная служба распространения знаний, Институт пищевых и сельскохозяйственных наук, Университет Флориды

Что такое рост деревьев?

Деревья имеют шесть органов: листья, стебли и корни (вегетативные структуры) и цветы, плоды и семена (репродуктивные структуры). Рост дерева – это увеличение размера и количества вегетативных структур. Деревья используют солнце, углекислый газ, воду и минералы для производства сахаров. Сахара являются строительными блоками роста деревьев. В результате рост деревьев является такой же реакцией на окружающую среду, как и на генетическую структуру деревьев.

Где происходит рост?

Рост происходит в меристемах. Меристема представляет собой ткань, содержащую клетки, способные делиться и образовывать новые клетки. Как правило, во время роста клетки делятся, клетки удлиняются и дифференцируются в такие структуры, как корни и побеги. Меристемы также могут производить новые меристемы, называемые зачатками. Например, апикальная меристема в почке производит новые меристемы, называемые зачатками листа. Каждый зачаток листа вырастет в новый лист.

Надземный рост

Стрелять Ростом.

Побеги удлиняются или растут в высоту на концах ветвей. Апикальные меристемы располагаются в верхушечных почках на концах ветвей. Клетки апикальной меристемы делятся, удлиняются и дифференцируются отчетливо видимыми ступенями: (1) открывается почка на верхушке ветки, (2) появляются и увеличиваются листья, и (3) расширяется пространство между листьями (т. стебель растет). Боковые (боковые) почки растут таким же образом, но часто они находятся в состоянии покоя и не растут до тех пор, пока их не выпустят после таких действий, как обрезка.

Рост листьев

На поверхности апикальной меристемы в почке образуется новая меристема. Эта новая меристема называется зачатком листа, где клетки делятся и вырастают в лист. Вскоре после развития листьев у основания каждого листового стебля образуется новый зачаток почки (меристема). После образования эта вспомогательная почка способна стать ветвью, но может бездействовать в течение многих лет.

Рост в диаметре

Между древесиной и корой находится тонкий слой делящихся меристематических клеток, называемый сосудистым камбием. Камбий делится, образуя новую древесину внутри и кору снаружи. Эти новые клетки увеличивают диаметр ствола и ветвей. Новые клетки древесины, называемые ксилемой, переносят воду и минеральные вещества от корней к листьям. Старая древесина в середине — сердцевина. Сердцевина, будучи мертвой, поддерживает вес дерева. Внутренние клетки коры, называемые флоэмой, переносят сахара и другие материалы к местам роста и хранения дерева.

Изображение 1. Иллюстрация роста диаметра дерева.

Каждый год между корой и прошлогодней древесиной добавляются новые слои древесины. Они называются приростными или годовыми кольцами и могут использоваться для определения возраста дерева. Годовые кольца различаются по размеру и толщине в зависимости от сезона, в который они образуются. Клетки, образующиеся весной, крупнее с более тонкими клеточными стенками. Это светлые кольца, а древесина называется «ранней» или «весенней». Ячейки, образующиеся летом, мельче, и эта «поздняя» или «летняя» древесина имеет более высокую плотность и более темный цвет.

Все древесные деревья имеют наружную кору, которая постоянно обновляется и защищает дерево от нападения вредителей и воздействия окружающей среды, например пожара и механических повреждений. Некоторые деревья имеют толстую кору, устойчивую к повреждениям. Другие легко травмируются, потому что у них тонкая кора. По мере роста дерева внешняя часть должна прогибаться, образуя гребни и трещины в коре. В конце концов внешняя кора отслаивается.

Рост под землей

Корни могут расти в длину, диаметр и количество. На кончике корня находится корневой чехлик. Этот колпачок защищает корень и должен постоянно заменяться, когда корень проталкивается сквозь почву. За корневым чехликом находится меристема, которая производит новые клетки для корневого чехлика и удлинения корня. Эти новые клетки удлиняются, делятся и дифференцируются в корневые части по мере того, как они проталкиваются через почву.

Увеличение диаметра корня аналогично росту стебля с сосудистым камбием, образующим древесину (ксилему) и кору (флоэму). Пара различий между ростом диаметра корня и побега заключается в следующем: (1) камбиальный рост корней гораздо более неравномерный, что приводит к тому, что корни имеют овальную или неправильную форму в поперечном сечении, и (2) диаметр больше меняется с возрастом и с горизонтальными корнями. по сравнению с вертикальными корнями.

Корни также могут отращивать новые боковые корни, которые формируются и ответвляются от главного корня. Некоторые клетки, расположенные слоем внутри корня, образуют новый корневой зачаток. Эта новая меристема делится и удлиняется, выталкивая корень через родительский корень.

Физиологический процесс

В процессе транспирации вода испаряется из листвы через отверстия в листьях, называемые устьицами, увлекая за собой соседние молекулы воды. Это тянущее действие помогает втягивать воду и питательные вещества вверх по стволу и в листья. Кроме того, некоторые деревья могут быть способны работать насосом, чтобы поднимать воду вверх по дереву.

Фотосинтез, происходящий в листве, ветвях и других зеленых частях растений, производит сахара (и другие компоненты), которые используются деревом для выполнения его многочисленных функций. Сахара, регуляторы роста и белки перемещаются по растению по флоэме. Как только сахар поступает в определенное место, он используется в качестве энергии для нормальных процессов или сохраняется в виде крахмала для последующего использования. Деревьям нужен накопленный крахмал для выполнения нормальных функций, особенно для выхода из состояния покоя у деревьев умеренного климата.

Продолжительность жизни

Виды деревьев имеют широкий диапазон продолжительности жизни. Например, в то время как персиковые деревья могут жить только 30 лет, дубы могут жить 200 лет, кипарисы 1600 лет, а сосна щетинистая до 5000 лет на нетронутом участке леса. Однако среднее дерево в городских условиях имеет лишь одну десятую срока жизни дерева в сельской местности.

Когда дерево стареет: (1) рост замедляется; (2) деревья более восприимчивы к болезням и насекомым; (3) Верхушки деревьев чаще отмирают; (4) раны медленнее распадаются; (5) Количество листьев меньше по сравнению с размером дерева; и (6) Увеличивается количество мертвых ветвей. Все эти характеристики можно увидеть и у городских деревьев, когда они начинают умирать и/или проявляют признаки ухудшения здоровья.

Ссылки

Белл, AD 1991. Форма растения: иллюстрированное руководство по морфологии цветковых растений. Оксфордский университет Нажимать. Нью-Йорк. 341 стр.

Фан, А. 1991. Анатомия растений. Четвертое издание. Пергамон Пресс. Оксфорд. 588 стр.

Харрис, Р. В. 1992. Комплексное управление ландшафтными деревьями, кустарниками и виноградными лозами. 2-е издание. Прентис-Холл. Нью-Джерси. 674 стр.

Козловски, Т. Т., П. Дж. Крамер и С. Г. Палларди. 1991. Физиологическая экология древесных растений. Академическая пресса. Нью-Йорк. 657 стр.

Лаетч, В.М. 1979. Растения — основные понятия ботаники. Литтл, Браун и компания. Бостон. 510 стр.

Мосбругер, В. 1990. Привычка деревьев наземных растений. В: С. Бхаттачарджи, Г.М. Фридман, Х. Дж. Нойгебауэр и А. Зайлахер (ред.). Конспект лекций по наукам о Земле, Vol. 28. Спрингер-Верлаг. Берлин. 161 стр.

Уилсон, Б. Ф. Растущее дерево. 1984. Унив. Масс. Пресс. Амхерст. 138 стр.

Жизненный цикл дерева: как растут деревья

Рэйчел Хоскинс

Редактор контента

Как семя становится деревом? Это кажется огромным путешествием, поэтому мы разбили разные этапы жизни дерева — от семени до коряги.

Семя — это конструкция, используемая деревьями на протяжении тысячелетий для обеспечения существования следующего поколения деревьев. Семена эволюционировали в различные размеры и формы, поэтому они могут быть рассеяны ветром, водой или животными. Внутри каждого семени есть все ресурсы, необходимые ему для самостоятельного выживания, пока оно не достигнет безопасного места для роста.

Семена деревьев переносятся ветром, водой или с пометом животных.

Фото: FLPA/Alamy Stock Photo

Росток (прорастание)

Как только семя попало в подходящие условия, оно должно обезопасить себя. Первый корень прорывается сквозь семя, закрепляя его и поглощая воду для развивающегося растения. Следующим этапом прорастания является появление зародышевого побега.

Побег пробивается сквозь почву, при этом листья побега либо торчат над землей, либо гниют под ней, пока остальная часть побега растет выше.

Саженцы

Росток становится ростком, когда он находится над землей. На этом этапе деревья наиболее подвержены риску болезней и повреждений, таких как выпас оленей.

Саженец

Дерево становится саженцем, когда его высота превышает 3 фута. Продолжительность стадии саженца зависит от породы дерева, но саженцы имеют определяющие характеристики:

  • Гибкие стволы
  • Более гладкая кора, чем у взрослых деревьев
  • Неспособность производить фрукты или цветы.

Деревья с очень большой продолжительностью жизни, такие как тисы и дубы, остаются саженцами гораздо дольше, чем деревья с более коротким сроком жизни, такие как береза ​​повислая и дикая вишня.

Взрослое дерево

Дерево становится зрелым, когда начинает плодоносить или цвести. В это время дерево наиболее продуктивно. Как долго он будет оставаться продуктивным, зависит от вида.

Типичный дуб черешчатый начинает плодоносить примерно в 40 лет, пик продуктивности приходится на 80-120 лет. Дубы, как правило, могут быть продуктивными в течение 300 лет, а затем отдыхать в течение 300 лет, прежде чем двигаться дальше по жизненному циклу. Напротив, рябина начинает плодоносить примерно через 15 лет, а к 120 годам она уже подходит к концу.

Эти плоды рассеиваются, и жизненный цикл повторяется, но это не конец пути дерева.

Деревья, которые мы видим в лесу, прошли долгий путь, прежде чем достигли своего размера.

Авторы и права: Эдвард Паркер / WTML

Древние деревья

Следующий этап жизни дерева наступает, когда оно выходит за рамки зрелости и становится старше деревьев того же вида. Оно стало древним. В зависимости от вида дерево можно назвать древним, когда ему всего несколько сотен лет, как рябине, или когда ему тысячи лет, как тису. Это означает, что мы не можем определить древние деревья только по возрасту. Вместо этого мы ищем ключевые характеристики, такие как небольшой навес и широкий ствол, который, вероятно, будет полым, оба из которых указывают на большой возраст.

В сухостойной древесине так много жизни, берегитесь просверленных отверстий и грибка!

Авторы и права: Брайан Олдрич / WTML

Гниющее дерево (коряга)

Коряга — это дерево на последних стадиях своей жизни. Это может быть мертвое стоящее дерево или умирающее дерево. Жизнь дерева подошла к концу, но его полезность для дикой природы вот-вот достигнет пика:

  • Мертвая древесина представляет собой специальные дома для насекомых и грибков.
  • Эти насекомые являются источником пищи для птиц, летучих мышей и других мелких млекопитающих.
  • Эти существа используют в качестве укрытия дупла или отверстия в дереве.
  • В свою очередь, эти более мелкие жители являются пищей для более крупных млекопитающих и хищных птиц.

Мертвые и гниющие деревья являются важной частью биоразнообразия леса. Вот почему мы оставляем много на наших сайтах.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *