مقایسه آناتومیکی چوب نرم و چوب سخت

این مقاله ویژگی آناتومیک مشترک بین چوب نرم و سخت را به خواننده معرفی مینماید.
 درختان را  میتوان بر اساس ویژگی های تشریحی و آناتومیک متفاوت به دو طبقه تقسیم کرد که شامل گیاهان تک لپه و گیاهان دولپه میباشد. 

ویژگی های مشترک ساختار درخت

ترکیب شیمیایی چوب

تمام چوبها از سلولز، لیگنین و مواد معدنی به صورت یک ساختار سلولی تشکیل شده اند ویژگی و مقدار این ترکیبات وتفاوت در ساختارهای سلولی موجب تغییرات قابل توجهی می شود. برخی چوبها سنگین تر، برخی روشنتر، برخی سخت، برخی قابل انعطاف تر، برخی سخت تر، برخی نرم تر و کار با برخی از آنها آسان تر از کار با بقیه است و منحصر به فرد بودن چوب به دلیل این تفاوتها میباشد.
ذکر ترکیبات شیمیایی مختلف چوب موضوعی فراتر از این مقاله است. از آنجا که مواد شیمیایی سخت نیاز به جداسازی برخی از این ترکیبات از دیگران دارد، محققان چوب همه چیز را در مورد ساختارها و توابع برخی از این مواد شیمیایی نمی دانند. علاوه بر این، ترکیبات آنها تا حدودی در طی فرایندهای جداسازی تغییر پیدا میکنند.

سلولز

سلولز جزء اصلی دیواره های سلولی درختان است و همچنین دیواره های سلولی گیاهان دیگر، از جمله تمام گیاهان عالی، بیشتر جلبک ها، و برخی از قارچ ها است. جزء مهم برای اثربخشی آن بر خواصچوب میباشد. همی سلولز، ترکیبی از مولکول های کوتاه تر ازسلولز میباشد و بخش بزرگی از چوب را تشکیل میدهد. همچنین برخی از خواص چوب را ایجاد میکند.

لیگنین

لیگنین را می توان به عنوان چسب تعریف کرد که چوب را نگه میدارد (سلولز و همی سلولز را باهم) لیگنین به این دلیل مهم است که، استحکام می دهد به سلول به طوری که یک درخت می تواند توانایی رشد کردن و بزرگ شدن را داشته باشد.

خاکستر

محتوای خاکستر چوب از مواد معدنی غیر آلی تشکیل شده است که  در درجه اول کلسیم، پتاسیم، و منیزیم است.منگنز و سیلیس دو مواد معدنی رایج دیگر می باشد.
 

شکل1:رشد جدید ایجاد شده یک غلاف، که ساقه اصلی، شاخه ،شاخه های کوچک را می پوشاند

مواد استخراجی  چوب

خصوصیات معمول که ما برای شناسایی چوبهای مختلف با چشم غیرمسلح استفاده میکنیم با استفاده از مواد استخراجی و عصاره آنهاست. بدون مواد استخراجی چوب باید به وسیله خصوصیات آناتومیک شناسایی گردد. عصاره ها از طیف بسیار گسترده ای از ترکیبات آلی ساخته شده اند این ترکیبات شیمیایی بخش از چوب نیستند اما در انجا تجمع پیدا کرده اند.
مقدار و نوع مواد استخراجی به کمک تعیین نفوذپذیری چوب در مایعات و دیگر خصوصیات چوب مانند چگالی،سختی و استحکام آن تعیین میشود. عصاره موجود در چوب موجب مقاومت آن در برابر حشرات و قارچها میشود.( برای اطلاعات بیشتر در مورد حشرات و مقاومت پوسیدگی for-54 را ببینید.
بسیاری از مواد شیمیایی مفید از عصاره درختان ساخته شده اند.آنها همچنین موجب رنگ و بو در بسیاری از درختان میشوند.در تعدادی از چوبها مانند گیلاس، گرد و چوب ماهو، رنگ استخراجی از این درختان برای مبلمان، قاب سازی و دیگر محصولات بسیار ارزشمند میباشد.

درصد ترکیب شیمیای چوب

به طور کلی ترکیب شیمیایی چوب را بر اساس وزن خشک میتوان چنین خلاصه کرد:

• سلولز 40 تا 50 درصد
• همی سلولز 20تا 35 درصد
• لیگنین 15تا 35 درصد
• خاکستر کمتر از 1 درصد
• ترکیبات دیگر معمولا 2-1درصد

یک درخت چگونه رشد میکند

در هردوی سوزنی برگان و پهن برگان رشد جدید از جمله رشد پوست و چوب جدید با یک غلاف که ساقه اصلی و شاخه ها را پوشش میدهد،اتفاق می افتد.
شما ممکن است کارتونی را دیده باشید که فردی یک شاخه ای را میبیند که مناسب برای توسعه و تکثیر است و پس از بازگشت چند سال  به میزان بیست پا دورتر از انجا رفته است. این فقط به این دلیل اتفاق میافتد که درختان رشد میکنند. در هر نقطه از بالای سطح زمین به جز در نوک آن،درختان در قطر رشد میکنند. اگرچه به نظر میرسد همان شاخه است اما در حقیقت متفاوت میباشد. شاخه های قدیمی کاهش پیدا کرده و چوب و پوست جدید در طول زخم قدیمی تشکیل میشوند.

رشد جدید پوسته درخت

پوست یک عنصر مهم در رشد درخت (شکل 2) است.پوست بیرونی درخت وظیفه محافظت از جهان خارج و در برابر عناصر آب و هوایی شدید رادارد و  کمک به حفظ رطوبت در درخت در طول دوره خشک میکند. آن را ین  محافظت در برابر بیماری ها و حشرات را میکند.پوست درونی یا آبکش به عنوان لوله ای عمل میکند که غذای تولید شده در برگ را به بقیه قسمتهای درخت حمل میکند. این بخش از سلول تنها برای مدت زمان کوتاه زنده میماند و بخشی از پوست بیرونی شود.

بین پوست و چوب یک لایه نازک ازسلولهای زنده وجود دارد (حاوی پروتوپلاسم) که به عنوانلایه کامبیوم شناخته شده اند. کامبیوم نشان دهنده بخش در حال رشد تنه درخت میباشد. کامبیوم تنها به اندازه یک لایهسلول ضخامت دارد. این سلول تولید پوست در یک طرف و چوب در طرف دیگری میکند. هورمون ها، شناخته شده به عنوان اکسین، در جوانه های برگ در بهار تولیدمیشوند. این اکسین از طریق حمل و نقلآبکش به کامبیوم میروند. اکسین باعث میشود  سلول های کامبیوم سالانه تولید پوست جدید در یک طرف و چوب جدید دردیگری کند. چوب هشت تا ده برابر بیشتر از پوست تولید میشود. 

برون چوب نرم وزنده پوست درخت

برون چوب، و یا چوب جدید، یک خط لوله برایحرکت آب و مواد مغذی از طریق تنه و به برگ، که در آن فرایند فتوسنتز رخ می دهد، فراهم میکند که درطی فرایند فتوسنتز، اکسیژن را به هوا آزاد شده و دی اکسید کربن گرفته میشودتانور خورشید و کلروفیل، مواد شیمیاییکه باعث مشوند برگ به رنگ سبز دراید ایجاد شوند، که دو جز مهم دیگربرای فتوسنتز هستند. در طی اینروند، قند ساخته می شوند که توسط درخت به عنوان مواد غذایی استفاده میشود. شیره از  از آب و مواد مغذی محلول ساخته شده است که حمل قنداز برگها از طریق آوند آبکش به لایه کامبیومکه در آن انرژی مورد استفاده برای تولید پوست جدید و چوب است،انجام میگیرد. همزمان که حلقه جدید از برون چوب از بالا به وجود می آید، برون چوب های قدیمی ترحیات خود را از دست می دهد و تبدیل به درون چوب میشوند.

درون چوب

درون چوب حمایت مرکزی از درخت را انجام میدهد.هر چند که از سلول های مرده ساخته شده، قدرت خود را از دست نمیدهد تا زمانی که برون چوب و پوست درخت دست نخورده باقی بماند.تجمع مواد و عصاره موجب میشود که درون چوب بسیاری از گونه ها رنگ تیره تری نسبت به بقیه داشته باشد.

حلقه های رشد سالانه

در آب و هوای معتدل، که در آن یک فصل رشد وجود داردبه دنبال یک خواب زمستانی، تولید فصلی چوب جدید تولید حلقه های رشد سالانه میکند به طوری که در سطح مقطع ساقه درخت قابل مشاهده هستند. تشکیل چوب با سلول های بزرگتر در بهار آغاز می شود و باسلولهای کوچکتر در تابستان به پایان می رسد.سلول های بزرگتر، به نام earlywoodیا SPRINGWOOD، فعال تردر حال رشد هستند. سلول کوچکتر، به نام latewood یا summerwood،رشد آهسته تری دارند.حلقه های رشد در قسمت پایین تر یک تنه درخت می تواند به منظور برآورد سن یک درخت شمارش شوند، اما حلقه کاذب می تواند
گاهی اوقات به دلیل خشکسالی، یخبندان دیررس، و یا حذف برگ فرمتوسط حشرات و یا آب و هوای بد ایجاد شوند. تروما نیز باعث می شود تا درخت بهتولید سلول های latewoodتحریک شود تا شرایط را بهبود بخشد، در نتیجه درختتولید حلقه دیگری از earlywoodو سلول های پس از آن latewood، را میکند که در نتیجه تولید دو یا چند حلقه در یک سال میکند.

اشعه چوب

بیشترین نقل و انتقال آب، مواد غذایی و مواد شیمیایی در قسمت بالا و پایین یک درخت رخ می دهد. با این حال، برخی از انتقالها در سراسر درختوجود دار. شیره از طریق آبکش به پایین درخت حرکت میکند. SAP که حاوی آب و مواد مغذی میباشد به صورت افقیبه کامبیوم از طریق ساختارهای نام اشعه چوب حمل و نقل میشود.اشعه چوب نیز به عنوان مناطق ذخیره سازی برای کربوهیدرات عمل می کنند که درخت با استفاده از آنها به عنوان مواد غذایی استفاده میکند.اگر شما به دقت یک مقطع از چوب با لنز دستی10X مورد بررسی قرار دهید، شما می توانید اشعه چوب به عنوان راه راه باریک ییا خطوط عبوری حلقه های رشد و گسترش یافته به مغز یا مرکز درخت ببینید. اشعه چوب بلوط وراش را به راحتی می توان با چشم غیر مسلح دید. اشعه چوبانواع دیگری از درختان، از جمله بسیاری از سوزنی برگان، به سختی میتوان حتی با ذره بین دستی 10X دید.
 

شکل 3. این نمودار نشان سه چهره چوب (شعاعی،مماس و عرضی)
 

شکل 4: A  الوار  B   تخته

سه سطح اولیه چوب

از آنجا که در رشد درختان، شما به طور کلی می توانید مشاهدهسه سطح بسیار متفاوت از چوب، از جمله عرضی،شعاعی و سطوح مماسی را ببینید(شکل3). عرضی یا سطح مقطعی است را شما پایین بر روی یک تنه درخت میبینید. حلقه های رشد بسیار آشکار هستند و به نظر می رسد به عنوان بخشیاز یک دایره در این سطح است. سطح شعاعی به موازاتساقه و پس از عبور از لایه چوب پنبه ای میباشد. اگر شما یک چوب را به دو نیم  تقسیم کنید دو سطح شعاعی تولید کند. سطح مماس نامیده شده است زیرا آن مماس سطح به حلقه های رشد است که عمود بر جهت اشعه چوب است.سه سطح از چوب از آنجا که ساختارشان بسته به نوع سطح بسیار متفاوت به نظر میرسد مهم میباشند. کسانی که با چوب سروکار دارند میتوانند در پروژه های چوبی خود ظاهر را با کار برروی سطوح متفاوت برروی انواع مشابه چوب تغییر دهند. شکل 4 نشان میدهد که چگونه دانه چوب میتواند تخته را با یک برش در تخته تغییر دهد.
دانه در چوب توسط حلقه های رشد سالانه، اشعه چوب و دیگر ساختارهای سلولی در چوب ایجاد میشود. دانه در جهت رشد طولی ایجاد میشود. تخته در جهت حلقه رشد و موازی با اشعه چوب مماس با سطح شعاعی بریده میشود.
.