Aktualności » Biel i twardziel
Mianem twardzieli określa się wewnętrzną strefę drewna, która nie zawiera ży wych komórek i która, w wyniku wytworzenia wcistek (u niektórych drzew liściastych lub zamknięcia jamek (u niektórych drzew iglastych) oraz przesycenia związkami twal dziełowymi, nie spełnia funkcji fizjologicznych i nie przewodzi wody. Otaczająca ją ol wodowa część drewna wykazuje bezpośrednio po ścięciu drzewa wysoką wilgotność jest to biel, spełniający funkcje przewodzenia wody i gromadzenia materiałów z: pasowych. Zależnie od zróżnicowania cech anatomicznych i różnic w zabarwieniu drewna w różnią się trzy grupy drzew: drzewa o twardzieli zabarwionej, drzewa z twardziela ni zabarwioną oraz drzewa beztwardzielowe, które w określonych warunkach mogą w twarzać tzw. fałszywą twardziel. v : W drewnie drzew podzwrotnikowych twardziel jest często tak ciemno zabarwioi że jej barwa odcina się jaskrawo od jasno zabarwionego bielu; za przykład może słui heban o ciemno czarnej twardzieli i żółtawo zabarwionym bielu Zarys twardzieli jest nieregularny, linia rozgraniczająca biel i twardziel nie wiąże się z granicą jednego słoju. W sąsiedztwie sęków, zwłaszcza małych sęków, które powstały z pączków śpiących oraz w sąsiedztwie pęknięć, którymi powietrze wnika do wnętrza pnia, twardziel ma zarys nieregularny lub gwiaździsty. Biel w drewnie drzew twardzielowych obejmuje kilka do kilkudziesięciu słojów rocz nych. Wąski biel, obejmujący kilka słojów rocznych, występuje np. u cisa (3-5 słojów) lub iwy (8-20 słojów). Sosna ma szeroki biel liczący kilkadziesiąt słojów i zajmujący połowę powierzchni przekroju; u modrzewia szerokość bielu jest znacznie mniejsza, a jego powierzchnia ogranicza się do Vs przekroju pnia. Miarę szerokości stanowi szerokość bielu wyrażona w cm lub określona liczbą słojów rocznych. * Szerokość bielu wykazuje na podłużnym przekroju pnia dużą zmienność. Od szyi korzeniowej do połowy długości pnia szerokość bielu maleje, a w górnej części pnia ponownie się zwiększa.
W części wierzchołkowej przeważa biel, zajmując w partii szczytowej całą powierzchnię przekroju. W gałęziach biel ma mniejszą szerokość, a liczba słojów rocznych jest mniejsza niż w pniu. Drzewa młode zawierają więcej bielu niż drzewa stare. W dębie o średnicy 15 cm biel obejmuje ok. 50%, przy średnicy 60 cm tylko 10% ogólnej miąższości pnia. Twardziel zabarwiona. Wszystkie drzewa twardzielowe (o twardzieii zabarwionej i nie-zabarwionej) mają w okresie młodocianym wyłącznie drewno bielaste. Po przekroczeniu pewnej granicy wieku — u sosny np. 20-70 lat — w starszych, przyrdzeniowych warstwach drewna zaczynają obumierać komórki miękiszu drzewnego i promieni rdzeniowych. Naczynia w drewnie niektórych drzew liściastych zostają zamknięte przez wcistki, a cewki w drewnie iglastym przez zatyczki (toń) jamek otoczkowych. Wewnętrzne warstwy drewna przestają przewodzić wodę i wysychają, a proces przewodzenia wody odbywa się w nowo powstających, zewnętrznych słojach. W wyniku różnic wilgotności między słojami zewnętrznymi i wewnętrznymi oraz napięcia powierzchniowego występującej w bielu wody wolnej, zatyczki w jamkach wychylają się z centralnego położenia, zostają przyssane do okienka jamki i przyklejone lepiszczem do otoczki. W ten sposób zostaje zamknięta droga dla przepływu wody i przenikania grzybów. Dalsze ogniwo w procesie twardzielowania stanowią biochemiczne zmiany treści żywych komórek i przesycanie błon komórkowych nowo powstającymi związkami chemicznymi, które określa się zbiorową nazwą substancji twardzielowych; są to związki żywiczne, garbniki i barwniki. Substancje twardzielowe powstające w żywych komórkach przesycają błony i wypełniają wnętrze sąsiednich, martwych komórek. W procesie powstawania twardzieli w drewnie drzew iglastych przewody żywiczne zamierają, a występująca w nich żywica ulega przeobrażeniom i odgrywa rolę czynnika impregnującego błony komórkowe oraz wypełniającego wolne przestrzenie. Żywica występująca w twardzieli jest ciałem stałym, odmiennym od żywicy balsamicznej, występującej w fizjologicznie czynnych przewodach żywicznych bielu.
Czynne przewody żywiczne występują tylko w bielu, obumarłe przewody żywiczne twardzieli stanowią element bierny, stojący poza nawiasem procesów życiowych. Związki żywiczne powstają w twardzieli w dużej ilości; ich udział w odziomkowej części pnia i w drewnie pniakowym wynosi 70-100 kg na 1 m3. Ich udział w twardzieli jest wielokrotnie większy niż w bielu; stosując odpowiednio -dobrane rozpuszczalniki (benzyna, alkohol, eter) można je wyekstrahować z drewna twardzieli w ilości 20-25%, z drewna bielu w ilości 2-3%. W ujęciu ogólnym twardziel zabarwiona drzew iglastych zawiera większy udział żywicy, wosków i tłuszczów niż biel. Obok związków żywicznych występują w twardzieli drzew iglastych rozpuszczalne w wodzie garbniki, alkaloidy, węglowodany i wielocukry. W procesie twardzielowania związki te wypełniają przestrzenie międzymicelarne, co zmniejsza kurczliwość twardzieli. W wyniku zmian biochemicznych w drewnie drzew liściastych powstają duże ilości garbników, które przesycają drewno twardzieli i zwiększają jego odporność. Twardziel dębu zawiera 5-8% garbników, dzięki czemu stanowi ona surowiec do produkcji ekstraktów garbarskich. Biel dębowy zawiera ok. 1% garbników. Z gatunków europejskich dużą zawartością garbników odznacza się kasztan (Castanea vesca Gaertn.), z gatunków egzotycznych na pierwsze miejsce wysuwa się quebracho (Schinopsis balansae Engl.). Innym przejawem zmian chemicznych jest powstawanie barwników, które w drewnie naszych drzew występują w nieznacznych ilościach, niektóre natomiast gatunki egzotyczne zawierają ich tak dużo, że pozyskuje się z nich barwniki do celów praktycznych. Tak np. barwnik hematoksylinę pozyskuje się z drewna kampeszowego (Haematoxylon cam-pecheanum L.). Związki twardzielowe powstają w dużej ilości. W związku z tym ciężar właściwy twardzieli jest większy od ciężaru właściwego bielu; różnica występuje wyraźnie u drzew o intensywnie zabarwionej twardzieli. Związki twardzielowe tworzą się nie tylko z materiałów zawartych w żywych komórkach ulegających przemianom, lecz głównie z substancji odżywczych dopływających z bielu i przetwarzanych w warstwach drewna zmieniającego się w twardziel.
Związki twardzielowe utleniają się na powietrzu, co powoduje ciemnienie twardzieli po ścięciu drzew.
W żywych drzewach biel jest bardziej odporny na destrukcję biologiczną niż twardziel. Świadczy o tym fakt, że objawy rozkładu i zgnilizny występują najczęściej w strefie przyrdzeniowej i stąd rozprzestrzeniają się na zewnątrz. Duża odporność bielu wiąże się z jego wysoką wilgotnością (przewodzenie wody), wskutek czego biel zawiera mało powietrza, niezbędnego do rozwoju grzybów. Inaczej przedstawia się układ stosunków zapewniających odporność drewna z chwilą ścięcia drzew. W wysychającym bielu zmniejsza się zawartość wody, wilgotność bielu osiąga poziom sprzyjający rozwojowi grzybów (optimum wilgotności), a komórki mię-kiszowe zawierają potrzebne do tego celu związki odżywcze. W związku z tym biel traci dotychczasową odporność, staje się dogodnym podłożem dla rozwoju grzybów i w krótkim czasie ulega rozkładowi; obrazem tego rodzaju zjawisk jest przebiegający w ciągu kilku miesięcy rozkład drewna osiki i brzozy (drewno beztwardzielowe) lub szybko gnijący biel dębu. Natomiast drewno twardzielowe, uodpornione przez antyseptyczne działanie związków twardzielowych, wykazuje po ścięciu taką samą trwałość, jak za życia drzewa. W wyniku procesów twardzielowania wewnętrzne tkanki drewna obumierają, stają się bardziej odporne na działanie czynników destrukcyjnych i odgrywają rolę elementu mechanicznego. Jednocześnie zmniejsza się wilgotność twardzieli, gdyż przestaje ona brać udział w przewodzeniu wody, a wilgotność jej ogranicza się do wody przesiąkającej z sąsiednich warstw bielu. Wilgotność twardzieli waha się w granicach 30-60%, wilgotność bielu w granicach 80-150%, a w przypadkach krańcowych osiąga poziom 250% wilgotności bezwzględnej.