ANATOMIJA DRVA- Priprema Za Kolokvij (1)

ANATOMIJA DRVA

1. DRVO- je čvrsta vlaknasta tvar od koje su sačinjena debla i grane drveća i grmlja između kore i srčike, bilo da rastu ili su posječeni za upotrebu. 2. Biljno podrijetlo drva: za nas su najvažnije skupine kritosjemenjača i golosjemenjača. U skupini kritosjemenjača najvažniji je red LISTAČA (dvosupnice). U skupini golosjemenjača najvažniji je red ČETINJAČA. 3. God- godišnji prirast drva -sastoji se od dva dijela: a) RANOG DRVA (veći dio, proljetni) b) KASNOG DRVA (u pravilu uži i gušći dio, jesenski) 4. PRESJECI U ANATOMIJI DRVA SU:

a) Popriječni presjek b) Radijalni presjek c) Tangentni presjek

5. Drvo se sastoji od: vanjske i unutarnje kore, kambija, bjeljike, srži i srčike.

6. Piljenice Bočnica

Blistača

7. Vanjska kora- oznaka površinskih slojeva mrtvog staničja periderma i sekundarnog floema 8. Unutarnja kora- označuje živo floemsko staničje uz kambij 9. Kambij=vaskularni kambij=kambij drva- smješten između sekundarnog silema i primarnog floema - proteže se od vrhova rasta u stabljici i granama do odgovarajućih područja u koljenu Raspored kambijskih inicijala: a) Etažni ili katni raspored- listače, na višem stupnju filogeneze (1) b) Difuzni raspored- četinjače, listače na nižem stupnju filogeneze (2)

10. Bjeljika- dio drva koji u živom stablu sadrži žive stanice i rezervne tvari. Funkcija bjeljike je provodna, akumulativna i mehani čka (u mladosti kad drvo nema srži)

11. Srž- je centralni, tamnije obojeni dio korjena, debla i grana. -u pravilu srž je znatno tamnija od bjeljike, no postoje iznimke gdje su odstupanja u boji mala 12. Srčika- centralna jezgra neke biljke Srčika je izgrađena uglavnom iz stanica parenhima

13.

STANIČNA STIJENKA NA POSEBNIM PAPIRIMA

14. Celuloza- hidroskopna, što znači da prima i otpušta vlagu ovisno o vlažnosti i temperaturi okolnog okolnog zraka 15. Stanica- osnovni element anatomske građe drva -Po obliku (odnosno nizanju): a) PARENHIMSKE- jedine žive stanicedva sve dok se nalaze u sastavu funkcionalne bjeljike živog stabla, poslagane su kao opeke -najčešće su širine 0,015 mm do 0,025 mm, duljine mogu biti 0,1 do 0,3 mm (ovisno o vrsti dva)

b) PROZENHIMATSKE- odumru odmah nakon odrastanja, a šupljine im se ispune vodom, izrazito su duguljaste,na krajevima ušiljene radi boljeg prihvaćanja -pretežito duljine 0,8 do

1,5 mm kod listača, a od 3 do 8 mm kod četinjača. Promjera mogu biti od 0,02 mm do 0,5 mm (mogu biti i veće, ovisno o vrsti drva)

-Stanice u drvu obavljaju različite funkcije, te se prema namjeni dijele u dvije skupine: a) STANICE S MEHANIČKOM FUNKCIJOM- daju stablu potrebnu čvrstoću da nosi svoju vlastitu masu, da izdrži snagu vjetra i da stoji uspravno b) STANICE SA FIZIOLOŠKOM FUNKCIJOM- služe za provođenje i uskladištenje hrane, da bi stablo moglo rasti i u vegetacijskom i izvan vegetacijskog razdoblja. Stanice provodne funkcije čine da se voda i mineralne tvari crpe iz tla s pomoću korjena, dižu se kroz drvo. Ovo se obavlja čitavom visinom i debljinom živih dijelova stabla. Uskladištenje

rezervne hrane je u posebnim stanicama. STANICE SA FIZIOLOŠKOM FUNKCIJOM

16. Jažice- su ne odebljana mjesta membrana koja služe za vezu koja služeua vezu između lumena susjednih stanica -da bi hrana i voda mogla prelaziti iz jedne stanice u drugu, susjedne stanice imaju na dodirnim površinama stanjena mjesta na staničnim stjenkama -značajan utjecaj na permeabilnost drva (najviše se ističe: u sušenju drva, proizvodnji pulpe, tretiranju drva zaštitnim sredstvima) -otvori u sekundarnom sloju stanične stijenke (jažice su mjesta gdje sekundaran sloj nije položen, površina primarnog sloja stijenke koja nije pokrivena sekundarnim slojem je membrana jažice -prema lumenu stanice otvoren, a prema susjednoj stanici zatvoren membranom jažice - primarni dijelovi: jažična šupljina i jažična membrana -jažice su obično u paru (povremeno se stvaraju tzv. slijepe jažice)

Glavne vrste jažica su: a) Jednostavna jažica: šupljina okruglog oblika na sekundarnom sloju stjenke stanice -sastoji se iz dviju nasuprotnih kružnih otvora u sekundarnom sloju membrane, između kojih se nalazi membrana jažice -jednostavne jažice su karakteristika parenhima -provode hranu b) Ograđena jažica- otvor s uzdignutim nadsvođenim dijelom sekundarnog sloja stanične stijenke, na vrhu kojega se nalazi otvor (porus) -na sredini membrane jažice formirano je (samo kod četinjača) odebljanje (torus), a kružni vijenac membrane jažice zove se margo ili anulus -uz sve što sadrži jednostavna, ograđena sadrži torus i margo -provode vodu

Ograđene jažice s lećastim zadebljanjem membrane (torusom) imaju samo traheide drva četinjača iz porodice Pinaceae. Provodne stanice ostalih vrsta dva četinjača i listača imaju ograđene jažice bez torusa.

Zatvaranje (aspiracija) jažica Ako se stupac vode u provodnom elementu (aksijalnoj traheidi ili članku traheje) prekine tada u provodni element ulazi zrak. Zrak se širi i dolazi do jažične membrane koja se, ako je dovoljno savitljiva, povlači na jednu stranu par jažice. Zatvaranjem jažica smanjuje se perneabilnost drva. Zatvorene jažice uobičajno se nalaze u srži.

17. Ploče perforacije- glavna provodnja tekućina u drvu listača (članci traheje) perforacije na završnim stijenkama susjednih članaka. Postoje 4 tipa: jednostavna, efedroidna, ljetvičasta i mrežasta.

18. Zadebljanja stanične stijenke: SPIRALNA ZADEBLJANJA- treheide određenih rodova četinjala i članci traheja i vlakanaca određenih rodova listača

Traheide- osnovni element građe drva iz kojeg se filogenski izvode svi ostali tipovi provodnih elemenata drva -u funkcijskom smislu traheida je primarno provodni element koji vrši i mehaničku ulogu -čine više 90% drva četinjača -duljina traheida varira u velikom rasponu čak od 1 do 7 mm

Aksijalne traheide- glavne funkcije aksijalnih traheida : 1. Provodnja vode- aksijalne traheide ranog drva 2. Podupiranje stabla- aksijalna traheida kasnog drva - mogu biti dugačke (3-5 mm) četverostrane do šestostrane primatske stanice zatvorenih krajeva. Vrste drva četinjača ne razlikujemo po obliku ili rasporedu traheida, već po njihovim dimenzijama i po jažicama na njihovim stijenkama.

Poprečno (radijalno orijentirane stanice): -parenhim traka: -Dijagnostički važni: -jažice polja ukrštanja -broj i izgled jažica na poprečnom i tangentnim stijenkama -traheide traka: -Dijagnostički važni: -nazubljenost odnosno glatkoća stijenki

Razlikujemo i modifikacije koje znatno odstupaju od osnovnog prozenhimskog oblika: a) traheida traka: po obliku nalik na izodijametričku stanicu parenhima traka. Od parenhima se razlikuje po tipičnim, sitnim, okruglim, ograđenim jažicama. b) traheida niza: formiraju se u aksijalnom nizu koji je nalik na niz stanica aksijalnog parenhima, od parenhima se razlikuju po tipičnim ograđenim jažicama c) vazicentrične traheide (listača): javljaju se isključivo pojedinačno. One su kratke, veoma nepravilnog oblika u neposrednom kontaktu sa trahejama. Sitne ograđene jažice raspoređene po svim aksijalnim membranama. d) vaskularne traheide (listača): one se po obliku i načinu slaganja podsječaju nalik člancima traheja. Poprečene membrane vaskularnih traheida i sitno ograđene jažice se vide na radijalnom presjeku, te se po tome razlikuju lako od ploča perforacije članaka traheja. Traheide listača su mnogo kraće od traheide četinjača: one na krajevima nisu tako izrazito ušiljene, a zbog pritiska okolnog elementa mogu biti i znatno deformirane.

Drvna vlakanca- nazivaju se još limbriformska vlakanca -mrtve stanice s mehaničkom funkcijom, a nalaze se u listačama, gdje su smještene aksijalno -izrazito su produljena oblika, dužine od 0.6 do 5 mm, što je oko 40 puta veće od njihove

debljine -drvna vlakanca su na krajevima ušiljena, nazupčana i isplepletena zbog boljeg prihvaćanja boljeg prihvaćanja u duljinu -imaju sitne lumene, a debelu membranu -jažice su im malobrojene ili ih uopće nema -što su vlakanca tanja, drvo je finije i tvrđe, veća duljina duljina vlakanaca pridonosi većoj savitljivosti i elastičnosti drva -želatinozno drvno vlakance: unutarnji sloj membrane manje ili više nelignificiran ili želatinozan. Specifična karakteristika tenzijskog drva listača

Traheje- mrtva stanica cjevastog, valjkastog ili bacvastog oblika. Na poprecnom presjeku okruglog su ili elipticnog oblika ili poligonalno spljoštene. Uzdužne stijenke, ovisno o vrsti drva mogu biti relativno tanke ili debele. U pravilu poligonalno spljošteni clanci traheja imaju tanke, a okrugli ili elipticni debele uzdužne stijenke. Na uzdužnim stijenkama formiraju se brojne ogradene jažice. Završne stijenke su im djelomicno ili potpuno perforirane. Po navedenim karakteristikama bitno se razlikuju od svih ostalih elemenata grade drva . Perforirani dio zajedno s preostatkom završne stijenke naziva se ploca perforacije. Kod potpune ili jednostavne perforacije gotovo citava površina ploce perforacije je prošupljena jednim velikim otvorom. Kod djelomicne ili višestruke perforacije ploca je prošupljena s dva ili više manjih otvora. Prema obliku i rasporedu otvora djelomicna se perforacija ploce perforacije dijeli na efedroidnu, sa skupinom okruglih otvora, mrežastu ili retikularnu, s mrežasto, poput pcelinih saca rasporedenim poligonalnim otvorima, i ljestvicastu ili skalariformnu, s izduženim otvorima rasporedenim jedan do drugoga u obliku ljestava nizovi provodnih mrtvih elemenata drva listača. Po građi i načinu provođenja vode traheje se bitno razlikuju od traheida i vlaknastih traheida. Trahealni niz sastoji se iz aksijalnog niza članaka koji izgrađuju cijevastu tvorevinu.

Smolenice- mogu se primjetiti na poprečnom presjeku na nekim rodova četinjača, prostim okom ili povećalom, kao svijetle ili tamne točke koje su nalik na pore listača. One su podijeljene aksijalno, među ostale aksijalne elemente građe drva i radijalno, unutar višerednih trakova, a od velike su dijagnostičke važnosti. Aksijalne su u pravilu veće od radijalnih, a njihova veličina ovisi i o vrsti drva i položaju unutar stabla. Kod makroskopskog prepoznavanja u obzir dolaze, odn vide se samo aksijalne smolenice. Razlikujemo 2 vrste smolenica: a) debelostjene b) tankostjene

DRVO ČETINJAČA -ne porozno- nema traheja (pora) -sastoji se od aksijalnih traheida i parenhima traka -smolni kanali- smoljenice postoje u drvu borova, smreka, duglazija i ariša -prijelaz iz ranog u kasno drvo istog goda postupan (meki borovi, smreke, jele), nagao (tvrdi borovi, ariši) -jednostavne građe, izgrađene pretežito od traheida (90-94%), koje u ranom drvu pretežito služe provođenju vode, a u kasnom drvu obavljaju pretežito mehaničku funkciju u razmjerno pravilnom radijalnom rasporedu, te od 4,5 do 8% radijalnog parenhima, koji je prostim okom nevidljiv, a služi spremanju hrane -podjela drva četinjača dijeli se na: a)drvo sa smolenicama b)drvo bez smolenica -širina kasnog drva je približno jednaka i kod širokih i kod uskih godova. Dakle drva uskih godova sadrži razmjerno više kasnog drva, gdje su lumeni manji, a stijenke traheida deblje, zbog čega su četinjače uskih godova teže, čvršće i trajnije. Kod

četinjača širokih godova prevladava zona ranog drva gdje su lumeni veći, stijenke traheida tanje, zbog čega je drvo mekše i lakše. y

LISTAČE Uzdužni elementi: Članci traheje, traheide (vazicentrične i vaskularne), vlakanca (limbroformsko vlakance i vlaknaste traheide), uzdužni aksijalni parenhim (u nizu, vretenasti parenhim i stanice epitela) POPREČNI (RADIJALNI) ELEMENTI: Stanice parenhima traka (ležeće ili uspravne, ležeće i uspravne)

Građeno je od barem 3 vrste stanica (parenhimske stanice, članaka traheja, traheida, vlaknastih traheida i vlakanaca, te razne modifikacije i prijelazni oblici između parenhima, vlakanaca i traheida). U listačama UVIJEK nalazimo članke traheja, vlakanca i stanice parenhima traka.

CRVENO-GORE (l, o, p) Izodijametrične parenhimske stanice drvnih trakova (čine radijalni sustav provodnje i skladištenja hrane u bjeljici) CRVENO- DOLJE (b, c) stanice aksijalnog parenhima (sudjeluju u provodnji i skladištenju hrane) PLAVO- stanice za provodnju vode u bjeljici (vaskularna i vazicentrična traheida, cijevasti članak i bačvasti članak traheje) ŽUTO- stanice prvenstveno obavljaju mehaničku finkciju u drvu (vlakanca)

Listače imaju: -članke traheja (pore)- porozno drvo -nema pravilnog radijalnog rasporeda uzdužnih stanica na poprečnom presjeku -složene je građe -osim jednorednih sadrži i višeredne, mnogoredne i složene drvne trake U listačama razlikujemo: a)prstenasto porozne b) difuzno porozne (sve pore istih ili približnih veličina)

c) polu difuzno porozne d) semi prstenasto porozne

Raspored pora kasnog drva: a) pojedinačne ili u manjim skupinama b) pore u radijalnom rasporedu c) pore u tangentnom rasporedu

Kod listača karakterističan je aksijalan parenhim: -sastavljen je od razmjerno kratkih, izodijametričkih stanica oblika cigle uglavnom samo sa jednostavnim jažicama -služe prvenstveno spremanju hrane Postoje vrste uzdužnog parenhima: a)parenhim niza

b) vretenasti parenhim c) epitelni parenhim Parenhim niza- najuobičajniji tip parenhima u drvu listača.

Epitelni parenhim- sekretorna uloga

Listače također sadrže: TILE TILE- mjehuraste izrasline stanica parenhima drva listača, izrasline koje prerastaju u lumene susjednih traheja, rjeđe traheida Zbog osržavanja ili pataloških promjena u drvu smanji se u provodnim elementima cirkulacija vode i konačno posve prestane

AKSIJALAN PARENHIM -postoji u većoj ili manjoj mjeri kod svih vrsta listača (najčešće parenhim niza) -količina aksijalnog parenhima utječe na SMANJENJE gustoće (jer prevladavaju šupljine) postoje: a) homocelularni d.t.- sve stanice trakova su podjednakog oblika i veličina (sve jažice su jednostavne) -staničje trakova homogeno b)heterocelularan d.t.-sastoji se od stanica parenhima različitih oblika, veličine i smjera protezanja -staničje trakova je heterogeno

VARIJACIJE GRAĐE DRVA Varijabilnost karakteristika stanica izmedu godova u smjeru od srcike prema kori (poprecno – u radijalnom smjeru) • Mlado (juvenilno) i zrelo (adultno) drvo

Juvenilno drvo:

-proizvod ,,mladog kambija,, -neke karakteristike mjenjaju se (obično naglo) za vrijeme juvenilnog razdoblja rasta zatim kad karakteristike postanu više ili manje ,,stabilne,, nastaje faza adoltnog (zrelog) drva

Juvenilno drvo: ČETINJAČE -Manji % kasnog drva tanje stanične stijenke dati će MANJU gustoću juvenilnog drva. -Veći kut mikrofibrila u S2 podsloju staničnih stijenki u juvenilnom drvu uzrokovat će VEĆE uzdužno utezanje i MANJE radijalno i tangentno utezanje. Juvenilno drvo: LISTAČA -juvenilno drvo prevladava u prvih 5-20 godova (američko istraživanje) -kod naših vrsta drva 20-40-60 godova -Protezanje zone juvenilnog drva je promjenjivo -Na to utječe: geografski položaj, stanište i genetske razlike, šumska uzgojna praksa NE POSTOJI OŠTRA GRANICA IZMEĐU JUVENILNOG (MLADOG) I ADOLTNOG (ZRELOG) DRVA

GREŠKE STRUKTURE DRVA Reakcijsko drvo-nastaje u živom stablu zbog djelovanja unutarnjih i vanjskih sila, koje dovode do formiranja histološki abnormalnog drva. Znatne razlike u lokacija i izgleda reakcijskog dva kog četinjača i listača.

Reakcijsko drvo kod četinjača zove se kompresijsko drvo. -nastaje na donjim dijelovima grana, na donjim dijelovima zakrivljenog ili nagnutog debla, kao reakcija na tlak koji može biti od sile teže, tlaka snijega i dr. Odnosno na strani suprotnoj od djelovanja vjetra stalnog smjera. Traheide preuzimaju samo mehaničku ulogu, događaju se promjene u boji, ekscentrični godovi. Kompresijsko drvo nije za upotrebu u drvnoj industriji. Jer se događa jače bubrenje i utezanje.

Reakcijsko drvo kod listača je tenzijsko drvo. -Nastaje kod listača kao reakcija na vanjske napore i to na gornjim dijelovima nagnutog debla ili kod grana. Kao posljedica nastaju ekscentrični godovi i dr. Tenzijsko drvo može biti i u obliku želatinoznih vlakanaca.

SMJER VLAKANACA: USUKANOST ŽICE

Usukanost vlakanaca: -genetski uvjetovana -javlja se u pojedinim stablima -ne mora se vidjeti u trupcima s korom -može uzrokovati krivljenja građe za vrijeme sušenja -Radijalne površine s dvostruko usukanom žicom mogu biti ukrasne GREŠKE KOMPRESIJE -Nisu isto kao i kompresijsko drvo -javljaju se u donjim dijelovima debla starih stabala u središnjem dijelu trupca oko srčike kad tlačna naprezanja premaše čvrstoću drva

PALJIVOST (naprezanja za vrijeme rasta stabla)

OKRUŽLJIVOST (naprezanja za vrijeme rasta stabla)

KVRGE (baze i ostaci grana u deblu)

SMOLNE VREĆICE -međustanični prostori do nekoliko cm široki i visoki

ZIMOTRENOST -mrazopucljivost, raspukline od studeni

GUSTOĆA DRVA -gustoća se izračunava masa kroz volumen • gustoca drvne tvari (1,48 - 1,53 g/cm3) • prosjek 1,5 g/cm3 – celuloza 42 % 1,585 g/cm3 – lignin: cetinjace 24 % 1,35 g/cm3 – listace 28 % 1,37 g/cm3 – drvne polioze: cetinjace 33 % 1,67 g/cm3 – listace 29 % 1,47 g/cm3 • gustoca stanicnih stijenki (1,43 - 1,47g/cm3) • gustoca drva 0,13 – 1,30 g/cm3 (1:10) Zbog razlika u gustoci zona ranoga i kasnoga drva gustoca prstenasto-poroznih vrsta drva listaca i drva cetinjaca ovisi o njihovom udjelu u izgradnji godova. • Što je udio zona kasnoga drva u godovima veci, veca je i gustoca drva. • Što je u godovima veca razlika u gustoci zona ranoga i kasnoga drva (grd/gkd), promjene udjela zona kasnoga drva jace

utjecu na promjene gustoce drva.

POROZNOST I mikroskopske šupljine - lumeni stanica drva II submikroskopske šupljine u stijenkama stanica drva Udio II : I malen je. Udio II konstantan za sve vrste drva i u apsolutno suhom drvu iznosi 1,6 do 4,8 %.

Svojstva drva • Strukturna: – svojstva mikroskopske i submikroskopske grade drva • Kemijska: – kemijskog sastava stijenki stanica drva + akcesorne tvari • Tehnicka: – estetska, fizikalna (nemehanicka) i mehanicka • Tehnološka: – svojstva drva tijekom tehnološkog prcesa Tehnicka svojstva drva • Estetska svojstva – boja, tekstura, sjaj, finoca i miris drva • Fizikalna (nemehanicka) svojstva – gustoca, poroznost, permeabilnost, higroskopnost,

bubrenje i utezanje, akusticka i termicka svojstva • Mehanicka (fizikalna) svojstva drva: – elasticnost, plasticnost, cvrstoca na vlak, tlak, savijanje, smik, sukanje i udar, tvrdoca i otpornost na habanje

VODA U DRVU

16

Posljedice vode vezane u stijenki stanice drva? • Celulozne molekule medusobno su razmaknute pa to utjece na – dimenzije drva – cvrstocu drva • Iz drva izlazi teže od slobodne vode zbog energije vodikovih mostova. • Postoji li granica razmicanja tj. maksimalno bubrenje? • Da. Kad su sve stijenke zasicene vodom, bez obzira ima li vode i u šupljinama stanica.

U drvu postoji: a) vezana voda b) slobodna voda

• Vezana voda Polarne tekucine spajaju se sa suhim tvarima stanicne stijenke pomocu hidroksilnih (OH) veza. Drvo je higroskopan materijal. Kad se sva raspoloživa mjesta s vodikovim vezama zauzmu (zasite) molekulama tekucine, stanicna stijenka je zasicena, i postignuto je stanje koje se zove tocka zasicenosti vlakanaca (TZV) – izmedu 25 i 30 posto sadržaja vode.

• Slobodna voda

Maksimalni sadržaj vode • Komercijalne vrste drva imaju raspon maksimalnog sadržaja vode od 60 % za drvo vece gustoce do 200 % za drvo manje gustoce. • Drvo u živom stablu sadrži od 1/2 do 2/3 teoretski maksimalno moguceg sadržaja vode. – Bjeljika cetinjaca > 200 %. Srž oko 35 % – Listace od 40 do 150 %. Sirovo drvo - preko 40 % Provelo drvo - 22 - 40 % Prosušeno drvo - 8 - 22 % Apsolutno suho drvo - 0 %