Пробковое дерево: описание. Удивительные свойства коры. Структура древесины пробка как слой дерева

1 - торцовый разрез; 2 - радиальный разрез; 3 - тангенциальный разрез

1 - сердцевина; 2 - сердцевинные лучи; 3 - ядро; 4 - пробковый слой; 5 - лубяной слой; 6 - заболонь; 7 - камбий; 8 - годичные слои.

Заболонь и ядро

Изучая макроскопическое строение древесины, можно обнаружить, что у одних пород древесина окрашена равномерно, а у других центральная часть темнее наружной. Тёмноокрашенная часть называется ядром, а наружная светлая зона - заболонью. У некоторых пород центральная часть, не отличаясь по цвету от наружной, содержит (в растущем дереве) значительно меньше воды и называется спелой древесиной. Породы, имеющие ядро, называются ядровыми, а породы со спелой древесиной - спелодревесными. Если же между центральной и периферической частями древесины нет разницы ни в цвете, ни в содержании воды, то породы называются забелёнными.

Полагают, что ядро образуется у всех пород, только у одних тёмная окраска его возникает всегда или при определённых условиях, а у остальных оно остается светлым. Следовательно, спелая древесина - это неокрашенное ядро.

Окрашенное ядро среди хвойных пород имеют лиственница, сосна, кедр, тис, можжевельник; среди лиственных - дуб, ясень, вяз, ильм, карагач, грецкий орех, тополь, ива, рябина и др. К заболонным породам относятся многие лиственные - берёза, ольха, липа, граб, клён, самшит, груша, орешник и др. Спелую древесину среди хвойных пород имеют ель и пихта, а среди лиственных - бук, осина и некоторые другие.

В раннем возрасте древесина всех пород состоит только из заболони, и лишь с течением времени у некоторых пород образуется ядро. У одних пород образование ядра начинается рано (у дуба, например, на 8-12-й год) и заболонь бывает узкой. У других пород ядро образуется значительно позднее (у сосны в возрасте 30-35 лет), что обусловливает наличие широкой заболони. Переход от заболони к ядру может быть резким (тис) или постепенным (грецкий орех). С возрастом диаметр ствола увеличивается, и доля ядра возрастает за счёт перехода части заболонной древесины в ядровую. Так, у дуба объём ядра при диаметре ствола 15 см составляет примерно 50 % объёма заболони; при диаметре 30 см ядро в 3-5 раз больше заболони по объёму, а при диаметре 60 см на заболонь приходится всего 10 % объёма ядра.

Размеры заболони зависят от условий произрастания. Так, у дуба наиболее широкая заболонь наблюдается в стволах деревьев, произрастающих на солонцовых почвах, а наименьшая - в пойменных дубравах. В стволах сосны из Республики Коми относительное содержание заболони возрастает с ухудшением условий произрастания. Ширина заболони по высоте ствола у хвойных пород (сосна, ель) постепенно уменьшается, а у дуба остаётся почти без изменения; в то же время доля площади поперечного сечения ствола, приходящегося на заболонь, увеличивается вверх по стволу. Для сосны из Республики Коми и Красноярского края ширина заболони с возрастом увеличивается, а после 100-120 лет начинает уменьшаться главным образом за счёт уменьшения ширины годичного прироста древесины.

В растущем дереве заболонь служит для проведения воды вверх по стволу (из корней в крону) и для отложения запасных питательных веществ.

Образование ядра зависит от породы, возраста, условий произрастания и других факторов; в известной мере оно связано с жизнедеятельностью кроны. Процесс ядрообразования заключается в отмирании живых элементов древесины, закупорке водопроводящих путей, отложении смолы и углекислого кальция. Древесина в этой зоне пропитывается дубильными и красящими веществами, в результате чего темнеет, её плотность несколько увеличивается, возрастает стойкость к гниению.

Вследствие закупорки водопроводящих путей древесина ядра мало проницаема для воды и воздуха, что имеет положительное значение при изготовлении из древесины тары под жидкие товары и отрицательное - при пропитке древесины антисептиками (ядро обычно не пропитывается). В растущем дереве ядро придаёт стволу устойчивость, вместе с тем ядро может служить хранилищем для воды (дуб, вяз).

Годичные слои. Каждый год на стволе откладывается слой древесины. Схематически ствол можно представить в виде системы насаженных один на другой конусов. Если на нижнем поперечном срезе показаны десять концентрических полуокружностей, а на верхнем - пять, следовательно, потребовалось соответственно 3 года и 8 лет для того, чтобы дерево достигло той высоты, на которой сделаны поперечные срезы. На поперечном срезе годичные слои имеют вид концентрических кольцевых полос разной ширины.

Годичные слои заметны у многих пород, но особенно хорошо у хвойных. На радиальном разрезе годичные слои имеют вид продольных параллельных полос, а на тангенциальном - извилистых 11-образных полос.

Ширина годичных слоёв сильно колеблется в зависимости от многих факторов: породы, возраста, условий произрастания, положения в стволе. Наиболее узкие годичные слои (до 1 мм) образуются у медленно растущих пород (самшита), а наиболее широкие (1 см и больше) характерны для быстро растущих пород (тополя, ивы). В стволе дерева годичные слои шире, чем в ветвях. В молодом возрасте и при благоприятных условиях роста образуются более широкие годичные слои.

По радиусу ствола ширина годичных слоёв не остаётся постоянной и изменяется так: у сердцевины располагается ряд сравнительно узких годичных слоёв, затем следует зона более широких слоёв, а дальше по направлению к коре ширина слоёв постепенно уменьшается. Площадь годичного слоя сначала довольно быстро увеличивается в направлении от сердцевины к коре, достигает максимума, после чего постепенно уменьшается.

На интенсивность годичного прироста влияют особенности метеорологических условий того или иного года, и по ширине годичных слоёв можно проследить многолетние изменения климата. Эти вопросы рассматривает научная дисциплина дендроклиматология. Исследуя ширину годичных слоёв и используя дендрохронологические шкалы, составленные для разных районов страны, можно определить время изготовления деревянных изделий и сооружений. Дендрохронологический метод (В. Е. Вихров, Б.А. Колчин) нашёл широкое применение для датировки археологических находок из древесины.

По высоте ствола ширина годичных слоёв нормально возрастает от комля к вершине, что делает ствол полнодревесным, т.е. приближающимся по форме к цилиндру. Однако у деревьев, выросших на свободе, самые широкие годичные слои находятся в нижней части ствола, что придаёт стволу конусообразную форму (сбежистый ствол).

У некоторых пород на поперечном разрезе наблюдается волнистость годичных слоёв, например, у граба, тиса, можжевельника; у бука и ольхи граница между годичными слоями в местах пересечения её широкими сердцевинными лучами (см. далее) загибается внутрь (к сердцевине), что также придает слоям волнистый вид.

Годичные слои на противоположных сторонах ствола иногда имеют неодинаковую ширину; если такая неравномерность распространяется на большое число соседних годичных слоёв, то ствол приобретает эксцентричное строение, причиной которого часто является неравномерное развитие кроны и корневой системы (деревья опушек) или действие ветра, вызывающее изгиб ствола. Особенно хорошо заметно эксцентричное строение в боковых ветвях; у лиственных пород сердцевина ветви бывает смещена ближе к нижней стороне, а у хвойных - к верхней.

У многих пород чётко видно, что годичный слой состоит из двух частей: внутренней, обращённой к сердцевине более светлоокрашенной и мягкой части, - ранней древесины (она образуется в первой половине вегетационного периода), и наружной, обращённой к коре более тёмной и твёрдой части, - поздней древесины. Различие между ранней и поздней древесиной сильнее выражено в хвойных породах (особенно в лиственнице) и в меньшей мере - во многих лиственных породах, поэтому годичные слои хорошо видны в хвойных породах и часто слабо заметны в лиственных.

В растущем дереве по ранней древесине годичных слоёв происходит передвижение воды вверх по стволу, а поздняя древесина выполняет преимущественно механические функции. В зависимости от породы, возраста, условий произрастания, положения в стволе соотношение между ранней и поздней древесиной может сильно изменяться.

В хвойных породах содержание поздней древесины в годичных слоях в направлении от сердцевины к коре сначала увеличивается, достигает максимума, а затем в слоях, расположенных ближе к коре, уменьшается. По высоте ствола содержание поздней древесины убывает по направлению от комля к вершине и может снизиться в 1,5-2 раза.

Свойства ранней и поздней древесины годичного слоя существенно отличаются. У некоторых пород различия особенно ярко выражены. Например, у лиственницы и дуба, по данным В. Е. Вихрова, поздняя древесина плотнее ранней (соответственно в 2,3 и 1,5 раза), больше усыхает (в 1,8 и 1,4 раза), прочнее при растяжении (в 3,4 и 2,3 раза).

У ели, по данным И. С. Мелехова, прочность на растяжение вдоль волокон поздней древесины в 2,7 раз больше, чем ранней. Жёсткость поздней древесины также значительно выше, чем ранней. Поскольку поздняя древесина плотнее, прочнее и темнее ранней, от количества именно поздней древесины зависят плотность, прочность, а также, в значительной мере, и цвет древесины в целом.

Сердцевинные лучи. На поперечном разрезе некоторых пород (например, дуба) хорошо видны светлые блестящие линии, расходящиеся от сердцевины к коре по радиусам и называемые сердцевинными лучами. Сердцевинные лучи есть в древесине всех пород, но лишь у немногих пород они настолько широки, что ясно видны на поперечном разрезе невооружённым глазом.

Ширина сердцевинных лучей, измеряемая на поперечном разрезе ствола, колеблется в зависимости от породы от 0,005 до 1 мм. По ширине различают три типа лучей:

1) очень узкие, невидимые невооружённым глазом;

2) узкие, трудно различимые невооружённым глазом;

3) широкие, ясно видимые невооружённым глазом.

Последние могут быть настоящими или ложноширокими (агрегатными), т.е. состоящими из пучка близко расположённых друг к другу узких лучей.

Настоящие широкие лучи имеют дуб, бук и платан; ложноширокие (агрегатные) лучи -граб, ольха и лещина. Узкие, но всё же различимые невооружённым глазом лучи у древесины клёнов, ильмовых пород (вяза, ильма, карагача), липы, кизила и некоторых других. Очень узкие лучи, которые можно лишь иногда заметить на строго радиальном разрезе (лучше расколе), свойственны древесине всех хвойных и многих лиственных пород (ясеня, берёзы, осины, тополя, ивы, груши, рябины и др.). У некоторых пород лучи расширяются при пересечении границ годичных слоёв (бук).

На радиальном разрезе древесины сердцевинные лучи заметны в виде поперечных блестящих полос или пятен, окрашенных темнее или светлее окружающей древесины. Ширина полосок зависит от высоты лучей, а длина - от степени совпадения плоскости разреза с направлением луча. У некоторых пород эти полоски образуют на радиальном разрезе красивый рисунок (платан, клён, ильм и др.).

На тангенциальном разрезе сердцевинные лучи имеют веретено- или чечевицеобразную форму; высота их в зависимости от породы колеблется в широких пределах (от 50 мм у дуба до долей миллиметра у хвойных пород).

В растущем дереве сердцевинные лучи служат в основном для проведения воды и питательных веществ в горизонтальном направлении и для хранения запасных питательных веществ зимой. Они выполняют определённую механическую функцию.

Число сердцевинных лучей в древесине очень велико. Так, у сосны и берёзы на 1 см2 поверхности тангенциального разреза насчитывается свыше 3000 лучей, а у можжевельника, у которого сердцевинные лучи чрезвычайно узкие, - до 15 000. Больше всего сердцевинных лучей находится в нижней части ствола. Выше по стволу (по направлению к кроне) число лучей уменьшается, а в области кроны несколько возрастает. Число и размеры сердцевинных лучей (ширина и высота) увеличиваются в направлении от сердцевины к коре. Объём сердцевинных лучей зависит от породы, а у одной и той же породы - от условий произрастания. Объём лучей резко различен у листопадных (лиственных) и вечнозелёных (хвойных) пород. В древесине хвойных пород на долю сердцевинных лучей в среднем приходится 5- 8 % общего объёма древесины, лиственных - около 15 %, т.е. в 2,5 - 3 раза больше. Даже лиственница, сбрасывающая на зиму хвою, содержит почти вдвое больше лучей (по объёму), чем вечнозелёные хвойные (сосна, ель), выросшие в одинаковых с ней условиях.

Сердцевинные повторения. Так называются заметные на продольных разрезах древесины некоторых лиственных пород буроватые или коричневатые чёрточки, полоски или пятнышки, расположенные главным образом у границ годичных слоёв. По своему цвету и строению они напоминают сердцевину. Ранее считали, что сердцевинные повторения (прожилки) возникают в результате повреждения камбия насекомыми. Н. Е. Косиченко, В. В. Коровин полагают, что эти микроструктурные аномалии могут быть вызваны и другими причинами. Они встречаются преимущественно в нижней части ствола лиственных пород (берёзы, ольхи, рябины, груши, клёна, ивы и др.) и изредка у хвойных (пихты). Присутствие этих образований в древесине некоторых пород настолько постоянно (у берёзы), что они могут служить диагностическим признаком при распознании породы по древесине.

Сосуды. На поперечном разрезе древесины некоторых лиственных пород (дуба, грецкого ореха и др.) можно заметить небольшие отверстия, представляющие собой поперечные разрезы сосудов. Сосуды имеют форму трубок разной величины и являются характерным элементом строения древесины лиственных пород (у хвойных пород сосудов нет). В растущем дереве по сосудам из корней в крону поднимается вода.

Сосуды делят на крупные, ясно видимые невооружённым глазом, и мелкие, не различимые невооружённым глазом. У ряда пород мелкие сосуды собраны в группы, которые можно обнаружить без микроскопа. Крупные сосуды чаще сосредоточены только в ранней зоне годичного слоя и образуют на поперечном разрезе пористое кольцо (например, у дуба), реже крупные сосуды распределены по годичному слою равномерно (например, у грецкого ореха). Собранные в группы мелкие сосуды при наличии крупных сосудов в ранней зоне располагаются в поздней зоне, где они заметны благодаря более светлой окраске. Если крупных сосудов нет, то мелкие сосуды у большинства пород рассеяны по всему слою; однако их число и величина несколько уменьшаются по направлению к внешней границе слоя.

Описанное распределение сосудов позволяет разделить лиственные породы на кольцесосудистые с кольцом крупных сосудов в ранней зоне каждого годичного слоя и рассеянно-сосудистые, у которых сосуды, независимо от их величины, распределены по годичному слою более или менее равномерно.

Резкая разница между ранней и поздней зоной делает годичные слои в кольцесосудистых породах хорошо заметными. В то же время у рассеянно-сосудистых пород нет различия между названными зонами, поэтому годичные слои имеют однородное строение, и границы между ними плохо заметны.

Кольцесосудистыми лиственными породами являются дуб, ясень, каштан съедобный, вяз, ильм, карагач, бархатное дерево, фисташка и некоторые другие. К рассеянно-сосудистым относится большинство лиственных пород; среди них с крупными сосудами - грецкий орех и хурма, а с мелкими сосудами - берёза, осина, ольха, липа, бук, клён, платан, тополь, ива, рябина, груша, лещина и др.

Скопления мелких сосудов в поздней зоне образуют различный рисунок. Радиальная группировка мелких сосудов в виде светлых язычков пламени характерна для дуба, каштана; тангенциальная группировка - волнистые, иногда прерывистые линии - для ильма, вяза, береста. Рассеянная группировка в виде отдельных светлых точек наблюдается у ясеня.

На продольных разрезах сосуды, особенно крупные, бывают заметны в виде бороздок. Сосуды редко проходят в стволе строго вертикально, на продольных разрезах бороздки сравнительно короткие, так как в разрез попадает только часть сосуда. Диаметр крупных сосудов 0,2- 0,4 мм, мелких - 0,016 - 0,1 мм. Длина сосудов обычно не превышает 10 см, но у дуба достигает 3,6 м, а у ясеня доходит даже до 18 м. Объём сосудов у разных пород колеблется в широких пределах, а для каждой породы зависит от условий произрастания. По радиусу ствола размер сосудов сначала увеличивается по направлению от сердцевины к коре, достигает максимума, после чего остаётся постоянным или несколько уменьшается. По высоте ствола число сосудов и площадь их сечения возрастают по направлению от комля к вершине.

Сосуды, являясь слабыми элементами, понижают прочность срубленной древесины. Наличием сосудов объясняется повышенная проницаемость жидкостями и газами древесины лиственных пород в направлении вдоль волокон.

Смоляные ходы. Для древесины ряда хвойных пород характерно присутствие смоляных ходов - тонких, наполненных смолой каналов. Они имеются в древесине сосны, кедра, лиственницы и ели; в древесине пихты, тиса и можжевельника смоляных ходов нет. По расположению в стволе различают вертикальные и горизонтальные смоляные ходы; последние проходят по сердцевинным лучам и образуют с вертикальными ходами общую смолоносную систему. Благодаря этой системе обеспечивается добыча смолы подсочкой. Невооруженным глазом можно рассмотреть только вертикальные смоляные ходы, которые на поперечном разрезе заметны преимущественно в поздней зоне годичных слоёв в виде беловатых точек.

Наиболее крупные смоляные ходы у кедра - их диаметр в среднем 0,14 мм; диаметр смоляных ходов у сосны 0,1 мм, у ели 0,09 мм, у лиственницы 0,08 мм; длина ходов в пределах 10-80 см.

Наибольшее число смоляных ходов у сосны, довольно много их у кедра, меньше у лиственницы, ещё меньше у ели. У двух последних пород смоляные ходы занимают не более 0,2 % общего объёма древесины. Однако даже у пород с крупными и многочисленными смоляными ходами их доля в общем объёме древесины менее 1 %. Поэтому сами по себе ходы не могут оказать влияние на свойства древесины, но заполняющая их смола повышает стойкость древесины к гниению.

Определение породы по макростроению древесины. Каждая порода отличается строением древесины, что определяет своеобразие её свойств. Оценка физико-механических и технологических свойств древесины с достаточной для практики точностью может быть сделана по справочным данным, если известна порода.

Для установления рода, а иногда и вида древесного растения (идентификации пород) используют признаки, характеризующие макростроение древесины. В число таких признаков входят: наличие ядра; ширина заболони и степень резкости перехода от ядра к заболони; степень видимости годичных слоёв и их очертания на поперечном разрезе; чёткость границы между ранней и поздней древесиной годичных слоёв; наличие, размеры, окраска и число сердцевинных лучей; размеры, характер группировки и состояние (пустые или заполненные) сосудов в древесине лиственных пород; наличие, размеры и число вертикальных смоляных ходов в древесине хвойных пород; сердцевинные повторения в древесине некоторых лиственных пород.

Кроме этих основных признаков при определении пород учитывают некоторые дополнительные признаки. Необходимость их использования возникает в тех случаях, когда основные признаки выражены нечётко. К дополнительным признакам относятся блеск, текстура, плотность и твёрдость.

Древесина некоторых пород обладает характерным цветом, что позволяет легче определить породу. Однако не всегда цвет древесины может служить достаточным основанием для идентификации породы. Дело в том, что нормальная окраска древесины может изменяться под действием внешних физико-химических факторов, а также из-за поражений грибами. Некоторое диагностическое значение имеет блеск древесины.

При перерезании анатомических элементов на поверхности продольных разрезов древесины образуется тот или иной рисунок. Особенно характерный рисунок-текстуру - образуют сердцевинные лучи. Например, по текстуре поверхности тангенциального разреза бука эта порода определяется безошибочно. Иногда в качестве дополнительного признака привлекаются связанные между собой свойства: плотность и твёрдость древесины.

Примерная оценка плотности (веса) и твёрдости образцов может быть особенно полезна для определения рассеянно-сосудистых лиственных пород, основные признаки которых часто недостаточно ярко выражены.

1. Описание Qurcus suber
2. Родина и место обитания
3. Размножение
4. Пробка дуба
5. Как срезают пробку
6. Особенности коры
7. Подготовка сырья
8. Применение в промышленности
9. Интересные факты

Пробковый дуб (лат. Qurcus suber) относится к роду Дубы из семейства Буковых . Это крупный пробконос, который растет во многих странах Европы.

Родина пробкового дерева – Западное Средиземноморье, побережье Португалии. Со временем было искусственно перенесено в другие области Европы с подходящим климатом.

Описание Qurcus suber

Пробковое дерево высокое – вытягивается до 20 м, ствол достигает 1 метра в диаметре.

Листья вырастают от 1 до 7 см в длину, в зависимости от возраста побега. Их ширина – 1,5–3,5 см. Контур листа цельнокрайний, может быть с небольшими острыми зубцами. Поверхность блестящая, насыщенно-зеленого цвета, нижняя часть серо-опушенная, редко – почти лысая.

Желуди в опушенной плюске растут на длинной плодоножке по 1–3 штуки. Плоды вытягиваются до 3 см и достигают 1,5 см в толщину. Созревают за один год. Цветет дерево в мае.

Место обитания

В России пробковые деревья произрастают на южном берегу Крыма, у Черноморского побережья Кавказа. Этот вид дуба легко переносит засуху, благодаря коре с закрытыми порами. Она удерживает влагу внутри ствола. А зимние морозы ниже -20 ˚C для пробкового растения губительны: при такой температуре процессы жизнедеятельности прекращаются, и дуб вымерзает. По этой причине там, где растет пробковое дерево, должно быть тепло и умеренно сухо.

Размножение

Размножается пробконос в естественных условиях желудями и сеянцами. Не все всходы перенимают характеристики материнского дерева, поэтому в промышленных целях дубы высаживают искусственно, используя только зрелые и тщательно отобранные желуди .

Пробка дуба

Кора пробкового дуба начинает набирать толщину через 3–5 лет, через 15–18 достигает своей зрелости. Верхний слой покрывается трещинами, что говорит о его готовности к первичному срезанию. Осуществляют его во время сокодвижения. В этот период кора хорошо отделяется от луба. Средний урожай материала с одного дерева – около 1,5–2,0 кг.

После срезания растение не погибает, а продолжает наращивать кору со скоростью 7–8 мм в год. Плодоносит до 150 лет. С каждым следующим съемом качество пробки улучшается, после третьего срезания материал достигает класса люкс.

Сбор пробки возможен не везде: в диких зарослях Крыма растут дубы с недостаточным плодоносным слоем. Для добычи создают специальные питомники с определенным сортом деревьев . Основная доля мирового запаса пробки приходится на страны Западной Европы и Северной Африки. Лучшие образцы заготавливают на родине – в Португалии, второе место – за Испанией. Пробка – импортный материал, что обуславливает ее высокую стоимость.

Как срезают пробку

Как производятся работы:

1. Заготовитель по стремянке забирается на такую высоту, где толщина коры не менее 2 или 3 см, в зависимости от цели добычи.
2. По диаметру ствола делается надрез на глубину роста пробки. Аналогичным образом поступают с нижним краем. Прорези соединяют вертикальной линией.
3. Специальной лопатой аккуратно снимают кору до луба.

1. Пласты пробки укладывают на просушку в ангар или под навес.

Особенности коры

Свое название дуб получил из-за специфической коры, называемой пробкой. Она состоит из омертвевших клеток растения, пропитанных суберином. Благодаря этому веществу, материал не пропускает воду, влагу, газы, изделия из него можно использовать во влажных помещениях. Пористую структуру пробки создают ткани коры – феллогены – в процессе жизнедеятельности.

Высокие теплоизоляционные и воздухонепроницаемые свойства натурального материала настолько уникальны, что найти искусственный аналог ему до сих пор не удалось.

Кора упругая и легкая, что обеспечивает ее широкое применение в строительстве, а привлекательный внешний вид дополняет теплоизоляционные свойства.

Подготовка сырья

Применение в промышленности

Кора пробкового дерева – универсальный материал для производства разных изделий для всех отраслей промышленности:

• В виноделии для изготовления бутылочных пробок и упаковочных коробок. Это одно из основных направлений использования необработанного сырья.

• Создание утеплительных панелей элитного класса из коры пробкового дерева – второй способ использования цельного сырья.

Все, что осталось от основного производства, тщательно измельчают, перемешивают и прессуют в брикеты . От пробкового сырья не остается мусора под утилизацию – все идет в ход. Из

• Прессованные пласты используют в машиностроении для утепления и звукоизоляции дверей.
• Пробковые брикеты применяют при производстве мебели.
• Для изготовления кухонной утвари (подносы, подставки под горячую посуду, крышки).

Изделия из натуральной пробки экологически чистые, абсолютно безопасные для здоровья. Их можно использовать как основной облицовочный материал и в качестве звуко- и теплоизолятора под отделку. Единственный недостаток пробковых брикетов, а уж тем более цельного полотна – высокая стоимость, что обусловлено импортом и курсом валюты.

Оказывается, кора дерева способна поглощать углерод из воздуха в большом количестве. Посадка пробковых дубов в городах с развитой промышленностью поможет хоть незначительно, но все-таки снизить уровень переработанных газов в воздухе.

Первый человек, который придумал закрыть бутылку вина пробкой, был монах Дон Периньон. В честь него стали называть один из сортов напитка. Случилось это в далеком 1680 году, с тех пор промышленность не нашла лучшего решения, и технология закупорки осталась прежней.

Самое старое пробковое дерево растет в португальской провинции Алентежу. Ему более 230 лет. Фотография передает величие этого дуба в полной мере.

Каждому, кто работает с древесиной , важно знать, какими свойствами обладает данный материал. Понятие свойств древесины тесно связано с ее структурой. Человек, обладающий знаниями в этой области, наиболее качественно и осмысленно произведет процесс обработки древесины, процесс хранения, реставрации изделий из нее. В частности мастер, строящий , должен обязательно понимать это. В данной статье рассмотрена связь структуры и физико-механических свойств древесины .

Главные разрезы

Основные разрезы приведены на рисунке ниже. Они обладают различными свойствами и строением.

Главные разрезы ствола дерева:
1 - поперечный (торцовый), 2 - радиальный, 3 - тангенциальный

Поперечный разрез

Разрез, перпендикулярный оси ствола и направлению волокон, образует собой торцевую, или, как ее называют, поперечную секущую плоскость ствола. На данном разрезе хорошо просматривается структура древесины , а именно концентрические годовые кольца , сердцевина, сердцевинные лучи, разрез коры и луб. Поперечный разрез представлен на рисунке:

Радиальный разрез

Разрез, проходящий через середину ствола вдоль направления волокон древесины, образует радиальную секущую плоскость. При таком сечении годичные кольца также видны, но не в виде концентрических колец, а в виде параллельных полос.

Тангенциальный разрез

Тангенциальный разрез, как и радиальный, направлен вдоль волокон, но проходит не через ось ствола, а на некотором расстоянии от нее. Иными словами данный разрез строится по хорде поперечного сечения. В тангенциальном разрезе годичные кольца имеют вид вытянутых вверх парабол, поскольку ствол с годичными кольцами сужается кверху.

Элементы структуры

Рассмотрим подробнее каждый элемент на поперечном разрезе.

Поперечный разрез ствола:
1 - сердцевина, 2 - сердцевинные лучи, 3 - ядро, 4 - пробковый слой, 5 - лубяной слой, 6 - заболонь, 7 - камбий, 8 - годичные слои

Ядро

Ядро древесины - центральный участок в стволе дерева. У некоторых пород этот участок выражен неявно. Ядро имеет большую плотность по сравнению с заболонью, поскольку данный слой не принимает участия в обменных процессах и не выполняет транспортных функций. Наиболее часто ядро древесины заметно в поперечном разрезе и имеет окрас более темный, чем заболонь. Но существуют и исключения, когда слои древесины на протяжении нескольких лет слабо подвергаются каким-либо химическим изменениям. Однако, у многих деревьев цвет ядра изменяется с возрастом. Некоторые породы вообще не имеют ядра и состоят из одной лишь заболони: береза, осина.

Различные породы древесины имеют различный цветовой окрас ядра. Приведем примеры:

Вишня (темно-коричневый)

Кампшевое дерево (синий)

Эбеновое дерево (черный)

В процессе превращения заболони в ядро в химическом составе древесины происходят некоторые изменения. Из древесины исчезают некоторые вещества, а некоторые энергично откладываются в структуре. Исчезают, например, такие немаловажные для химических процессов соединения фосфорной кислоты и калия, так же исчезает крахмал. Но, несмотря на это, в структуре образуются неорганические и органические вещества. Например в ядре некоторых пород(вяз, челкова, бук) образуются значительные количества углекислого кальция. У других пород в ядре отклагается аморфный кремнозем. Часто встречаются и органические вещества: смолы, камеди, дубильные и красящие вещества. Вот некоторые примеры органических красящих веществ, дорбытых из той, или иной породы:

Гематоксилин (Haematoxylon campechianum) : добывается из ядра кампешевого дерева.

Желтый морин: добывается из ядра Маклюры оранжевой.

Бразилин: добывается из ядра Цезальпинии.

Санталин: добывается из ядра темно-красного Сандалового дерева.

Можно сделать вывод, что ядро древесины обладает свойствами, отличающимися от свойств заболони: высокой прочностью и плотностью, а так же другими физико-механическими и химическими свойствами, зависящими от породы.

Заболонь

Заболонь, так же известная как оболонь или подкорье, включает в себя наружные молодые слои древесины, активные в физиологическом плане. Заболонь выполняет функцию транспортировки воды и хранения запасных веществ. В сравнении с ядром, заболонь имеет низкую прочность, плотность, легче подвергается поражению насекомыми и грибами. В промышленном отношении заболонь содержит очень полезный материал - смолистую густую массу "Живицу".

Сердцевина

Сердцевина - древесина, состоящая из рыхлой, мягкой ткани. Распологается сердцевина в центральной части ствола. На поперечном разрезе выглядит в виде светлого или светло-бурого пятна округлой или звездообразной формы. Вместе с первичной древесиной сердцевина образует сердцевинную трубку. Часто от сердцевинной трубки отходят зачатки мелких сучков, что негативно влияет на физико-механические свойства.

Сердцевинные лучи

Сердцевинные лучи - направленные от сердцевины к коре по радиусам линии. Такие линии имеются у всех пород, но у некоторых они широкие, и потому заметные невооруженным глазом. Сердцевидные лучи служат в растущем дереве средством транспортиролвки влаги в горизонтальном направлении. Существуют первичные и вторичные сердцевинные лучи. Первичные разделяют ксилемную часть стебля и корня на радиальные секторы. Вторичные не достигают середины стебля, тоесть возникают в годичных кольцах последующих лет.

Кора

Кора делится на два слоя: лубяной слой и пробковый слой

Пробковым слоем называют верхний слой коры, являющийся скоплением отмерших клеток. Он является наиболее плотным слоем и выполняет защитную функцию. Были случаи, когда именно пробковый слой защищал дерево от воздействия пламени! Он защищает дерево от воздействия неблагоприятных факторов (гниение, насекомые и др.) В частных случаях пробковый слой является ценным материалом: кора пробкового дуба обладает удивительной структурой, основным свойством которой является отсутствие межклеточного пространства. Этот слой периодически снимается со стволов, и после такой процедуры дерево не погибает, а образует новый пробковый слой.

Лубяной слой - внутренний слой коры, выполняющий функции, как защиты, так и транспортировки соков, питающих дерево. Под соками подразумевается жидкость с выработанными в листьях органическими веществами. Лубяной слой так же используется в хозяйстве, например, лубяной слой липы идет на плетение различных вещей.

Производя строительство следует, соблюдать осторожность при окорении и строгании бревна.

Камбий

Камбий - прослойка между лубяным слоем и заболонью. Камбий дает начало вторичным проводящим тканям и несет в себе образовательную функцию, обеспечивая рост этих тканей в ширину. Активность камбия в зависимости от сезона влияет на образование годичных колец.

Годичные кольца

Годичные кольца (годовые слои) - области цикличного прироста тканей у деревьев. Возникновение годовых колец обуславливается неравномерным развитием организма, в совокупности с воздействием внешних факторов. Каждое кольцо состоит из двух частей - светлой и тёмной. Количество колец на спиле говорит о возрасте дерева и о темпах его роста, в зависимости от высоты, на которой был произведен поперечный разрез. Тропические растения годичных колец не образуют, поскольку, в связи с климатическими условиями, растут круглый год.

Я намерен показать, как информация, заимствованная из энциклопедических источников и реализованная в буквальном смысле, например, для получения пробковых изделий, может привести к гибели растений. Проанализировав приведенные термины, я предлагаю соответствующие уточнения. Выражаю надежду, что данная работа будет полезна для тех же специалистов; для предпринимателей, желающих возобновить пробкоперерабатывающую отрасль в России на отечественном сырье; для лесоводов, решившихся возобновить культивирование отечественное пробковое дерево и содействовать, путем многократного увеличения сырьевой базы пробки, реализации истинных правил биологического строительства; для потребителей пробковых изделий самых разных отраслей - от космической техники до виноделия, спорта и т.д.; для читателей, желающих расширить кругозор.

Уместно напомнить, что девяносто лет назад наше общество, отказавшееся от изучения так называемых мертвых языков (латыни и древнегреческого) в системе среднего образования, совершило гигантский прыжок... назад в процессе приобщения к общечеловеческой культуре. Следует признать: язык нации содействует общению и единению определенной группы людей, а мертвые языки являются питающей корневой системой гигантского дерева индоевропейских языков.

Срез амурского бархата

Трудно представить реалии тех далеких лет, но их негативные последствия проявляются и в наши дни. Наверняка любой может самостоятельно ответить на вопрос: какой уровень знаний был у выпускников вузов тех времен, если вспомнить, что большая часть молодежи "осваивала" программу средней школы за 3 года (за 4 - без отрыва от производства) и без экзаменов зачислялась в любой институт? А ведь среди рабфаковцев были и прошедшие ликбез (курсы ликвидации безграмотности). О каком греческом, тем более древнем, тут говорить?

А ведь через систему рабочих факультетов (1919 - 1939 г.г.) прошла подавляющая часть пролетарских ровесников начала прошлого века - наши деды и отцы. Старый мир оказался разрушенным до основания, а кто был никем, тот... Впрочем, итог деятельности бывшего рабфаковца, бывшего главы нашего государства, нынешним президентом России определяется как «вонючие хрущёбы». Именно поэтому ныне полноценного российского специалиста, безукоризненно владеющего терминологией, а она основана преимущественно на мёртвых языках, скорее поймут в Европе и за океаном, чем в своём отечестве. И сознавать это грустно. Исходя из вышесказанного, приношу извинения ботаникам и дендрологам за то, что для доступности изложения будут опущены специальные термины: перидерма, феллоген, феллодерма, эпидерма, меристема, ксилема, флоэма, трахеиды, склереиды и пр.

В качестве последнего предисловия - бытовой анекдот. Один член-корреспондент РАСХН на пари (100 ам. дол.) собирался показать словарное толкование понятия пробконосы, но, к своему огромному удивлению, не смог отыскать этого слова даже среди 160 тысяч единиц "Русского орфографического словаря" (Москва, 1999).

Корка пробкового дуба на границе цикличного съёма

Правда, второй спорщик ничем не рисковал, так как его предварительные просмотры словарей ботанических терминов в библиотеке Ботанического института РАН (СПб) за сто с лишним лет (от Петунникова А., 1898) не выявили ни слова, ни его семантики, употреблявшегося в научной литературе по крайней мере с конца 20-х годов прошлого века (Керн Э.Э., 1929) на протяжении многих десятилетий (Кречетова Н.В., 1986) без комментариев. Только один автор рискнул дать ненормированное определение: "под пробконосами подразумеваются такие растения, которые дают сырье, состоящее из пробковой ткани, и используемое, главным образом, в качестве укупорочного и изоляционного материала" (Никитин А.А., 1950). Очевидно, автор заимствовал аналогию в определении технических культур являющихся сырьём для промышленности: каучуконосы, лекарственные, маслоносные, медоносы, прядильные, эфироносы, сахароносы и т.д. Возможно данное заимствование произошло из желания упростить ситуацию.

Отсутствие нормативного понятия пробконосы в словарях, по моему мнению, объясняется просто, если познакомиться с главенствующим словом пробка. По энциклопедическим данным пробка - вторичная покровная ткань растений, состоящая из полигональных микроклеток, плотно прилегающих друг к другу (без межклетников) и отмирающих при созревании.

Процесс отмирания сопровождается опробковением, то есть оболочки клеток пропитываются воско-жироподобным веществом (суберином), что делает их непроницаемыми для газа и водяных паров. Оболочки клеток пробки в типичном случае состоят из нескольких слоев: срединной пластинки (слой межклеточного вещества), пробковой (субериновой) пластинки и прилегающего к ней изнутри клетки целлюлозного слоя, нередко одревесневающего. Неповторимые ни в одном веществе качества суберина известны уже с 1815 года.

Собственно явление пробкообразования в природе весьма распространённое, даже более распространённое, чем мы представляем. Пробковое вещество может возникать как у древесных, так и у травянистых растений. Причём пробка формируется на различных органах: у древесных растений, а также у большинства многолетних травянистых - на стеблях и корнях; у однолетних - в подсемядольном колене и на корнях.

Тот же обрзец со стороны предыдущего съёма

Роль пробки в жизни растений велика и многообразна: она предохраняет от излишнего испарения воды, от поражения бактериями, грибами и насекомыми, от механических повреждений, а также от воздействия температуры - перегрева и переохлаждения. Одной из специальных функций пробки является заживление различных повреждений тканей растения, так называемая раневая пробка. Последнюю можно наблюдать не вооружённым глазом, например, на разрезанном картофельном клубне. Любопытно, что причиной листопада является всё та же пробка. При определённых условиях в месте крепления ножки листа к ветке происходит интенсивное накопление пробки, снижается обмен веществ, механические связи ослабевают и лист может оторваться за счёт своего веса. Одним учёным даже были выполнены расчёты, показавшие, что на гектар сорокалетнего березняка ежегодно сбрасывается на землю около 33 000 кг листвы (Керн Э.Э., 1929).

Осталось совсем немного: выяснить долю пробки в этой солидной массе и как её оттуда извлечь...

Таким образом, наличие пробкового вещества в растении не позволяет механически отнести его к техническим культурам, а потому употребление ненормированного понятия пробконосы следует признать некорректным.
Разберём термин пробковые изделия. Каким образом они получены, как в них попала пробка? Кажущийся ответ даёт обширная справочная литература. Процитирую лишь несколько источников, расположив их в хронологическом порядке для наглядности процесса уточнения понятия.

"Толковый словарь великорусского языка" содержит такие пометки: "пробчатый, из пробки сделанный, пробка бутылочная, из коры пробкового дуба, Quercus suber, корковая затычка" (Даль В.И., 1866).
"Пробконосные растения СССР": "основные растения, производящие пробку, - пробковый дуб, западный или португальский дуб (Q. occidentalis), ложный пробковый дуб (Q. pseudosuber), дуб изменчивый (Q. variabilis), амурское пробковое дерево (Phellodendron amurense Rupr.), японское бархатное дерево (Ph. Japonicum). Образование пробконосных слоёв отмечается также: у пробконосного береста (Ulmus suberosa), вяза листоватого (U. foliaceae), вяза шершавого (U. scarba) (Никитин А.А., 1950).

Вид со стороны последующего съёма (через 9 лет)

"Большая советская энциклопедия", т. 34: "пробковые изделия - изделия, вырабатываемые главным образом из коры пробкового дуба и отчасти коры бархатного дерева" (Москва, 1955).
"Историко-этимологический словарь современного русского языка" разъясняет: "Пробка - 1. Втулка, затычка (в горлышке бутылки или в отверстии какого-либо другого сосуда, аппарата)... 2. Материал, получаемый из коры пробкового дуба".

"В русском языке слово пробка известно с начала XVIII в. в значении "затычка на отверстии орудия" в форме проб. В современных значениях в словарях отмечается с 1782 г. (Черных П.Я., 1994).
«Современный толковый словарь русского языка» даёт, на мой взгляд, более приближённое толкование: "Пробка, 1. Наружный слой коры некоторых древесных растений (преимущественно пробкового дуба. Легкий и мягкий пористый материал, получаемый из такой коры" (Кузнецов С.А., 2004).

Отмечу общность всех источников: чтобы произвести пробковое изделие требуется сырье, которое получается "сдиранием" коры (Никитин А.А., 1950), содержащей пробку, с некоего дерева. Поиски более мягкого обращения с растением привели к замене "сдирания" на "окорку" ("Русский орфографический словарь", 1999). К сожалению, при близком знакомстве этот термин не удовлетворил мою тему;окорка древесины - очистка древесины от коры. Окорке подвергают т.н. балансовую древесину, а также рудничные стойки и кряжи для спичечной промышленности"(БСЭ, т.30,1954). Поэтому пришлось обратиться за разъяснениями к научно-технической литературе, чтобы разобраться с технологией съёма коры или её части и почему эту операцию способны переносить немногие деревья практически безболезненно. Для наглядности изложения предлагаю срезы пробкового дуба (Рис. 1) и амурского бархата (Рис. 2).

Из работ (Иоэльсон М.Д.,1894;Керн Э.Э.,1928;Якимов Ю.К.,1934;Попов В.В.,1935;Цимек А.А., Емашев С.Д.,1952) следует, что ствол дерева (пробкового дуба или амурского бархата) состоит из древесины и коры. Кора, в свою очередь, содержит два ясно обособленных слоя:внутреннего - лубяного, прилегающего к древесине, и наружного - пробкового, прорезанного трещинами. Лубяной (материнский) слой толщиной до 15 мм у бархата и до 50 мм у пробкового дуба состоит из длинных волокон и служит для проведения питательных веществ от ветвей вниз по стволу. Наружный пробковый слой (корка - по определению "Малой биологической энциклопедии" под ред. проф. П.Ю.Шмидта,1924) состоит из омертвевших клеток и бывает толщиной до 70 мм и более (Рис.3). Назначение корки - защита дерева от мороза, перегрева и других внешних влияний.

Существенным отличием от известных растений, в коре которых пробка имеется (кроме омелы и кактуса Cornegio), но для человека недоступна, является то, что только пробковые дубы и амурский бархат имеют толстую корку и достаточно толстый лубяной слой. На границе этих слоёв механические связи очень слабые (!!!). Именно благодаря этому указанные деревья позволяют в определённое время через определённые циклы снимать с себя опробковавшуюся часть коры (корку) до луба (материнского слоя). Луб первое время после снятия корки предохраняет дерево от солнца, иссушающих ветров, изменения температур и т.д.; на месте снятой пробки быстро нарастает новая, которая по потребительским свойствам улучшается от съёма к съёму (Рис.4).

Из практики известно, что именно незначительная толщина лубового слоя обусловливает и более низкие его регенеративные функции. Поэтому, если с растения снять кору, даже не задев луба, то оно, как правило, погибнет. Очевидны последствия сборов пробковых выростов с вяза по способам, описанных А.А. Никитиным (1950);срезкой ветвей и обколачиванием их колотушками, ручным обламыванием коры с выростами, ручным обламыванием выростов и срезкой выростов ножом". И хотя последний способ, по утверждению автора, оказался наиболее эффективным:за день можно собрать до 2 кг пробки, все эти способы следует отнести к варварским. Очевидно, человек разумный не должен так поступать.

Дерево - это один из тех строительных материалов, которые известны человечеству с древнейших времен. Объемы его потребления растут с каждым годом, а потому многие виды оказались на грани полного исчезновения.

К последним относится и пробковое дерево, которое используется человеком уже тысячи лет.

Относится оно к роду дубов. Отличие от родичей в том, что примерно к пяти годам его ветви и ствол покрываются толстой корой с уникальными свойствами. Но снимать ее можно только к 20 годам. Отметим, что заниматься этим можно вплоть до возраста (дерева, конечно же) 200 лет!

После первого сбора требуется не менее 8-9 лет, в течение которых происходит восстановление коры. Дерево в возрасте 170-200 лет дает приблизительно 200 кг высококачественного сырья.

Особенность этого дуба также в том, что он относится к вечнозеленым видам. Листья напоминают таковые у российских дубов, но снизу покрыты значительным слоем пуха. Само пробковое дерево довольно велико: высота может достигать 20 метров, а диаметр ствола - метра.

Латинское название - Quercus suber. Произрастает на высоте не выше 500 метров над уровнем моря. Больше всего дубов этого вида встречается в Португалии, отчего бюджет страны получает немалые денежные вливания, происходящие от экспорта пробки, ежегодно увеличивающей свою стоимость.

Человек издревле знал, что пробковое дерево дает это ценнейшее сырье, а потому оно уже давно выращивается культурно. Отметим, что существует ложный представитель этого рода, Q. crenata, который довольно широко распространен на юге Европы. Пробковый слой его так мал, что дерево разводится исключительно в декоративных целях.

Только в Португалии плантациями дуба Quercus suber занято более 2 млн га! Кроме того, приблизительно такое же количество территорий используется для этого во всей Южной Европе.

За год все плантации дают более 350 тысяч тонн коры, но этого количества уже давно не хватает для удовлетворения спроса. Именно поэтому дикорастущее пробковое дерево оказалось практически полностью уничтожено.

Кстати, а в чем же уникальность пробки как материала? Дело в том, что она является структура которого напоминает соты в пчелином улье.

Каждый кубический сантиметр этого материала может содержать вплоть до 40 млн таких сот, которые разграничены меж собой при помощи перегородок из целлюлозного компонента.

Проще говоря, каждая капсула наполнена воздухом, так что даже маленький кусок пробки очень эластичен. Это свойство дает материалу полную водонепроницаемость и способность восстанавливать исходное состояние даже после сильного давления.

Именно поэтому пробковое дерево (фото которого есть в статье) получило такую широкую признательность у мебельщиков.

Кроме того, в состав коры входит суберин (это смесь жирных кислот, восков и спиртов). Он уникален тем, что придает дереву огнеупорные и противогнилостные качества. Известны случаи, когда при лесных пожарах пробковые дубы оставались совершенно целыми, если не считать опаленной коры и подсохших от жара листьев.

Таким образом, кора пробкового дерева - это уникальный материал, дарованный человеку природой.