Pień

Morfologia pnia

Pień stanowi główną część drzewa. Na nim osadzone są wszystkie organy części nadziemnej, a jego budowa i proporcje w stosunku do korony nadają drzewu charakterystyczny wygląd.

Pień w życiu drzewa spełnia zarówno funkcje fizjologiczne, jak i mechaniczne. W drewnie pnia przewodzona jest do korony woda oraz sole mineralne pobrane przez korzenie z podłoża, transportowane następnie do liści. W drewnie są też gromadzone materiały zapasowe niezbędne do wytwarzania pędów i liści w roku następnym. W łyku pnia przewodzone są dwukierunkowo głównie związki organiczne (wytworzone w aparacie asymilacyjnym korony bądź uruchamiane w czasie rozwoju liści). Jako oś główna drzewa pień nie tylko dźwiga ciężar całej korony, lecz także wytrzymuje napór wiatru, deszczu, okiści itp.

Istotną rolę w pełnieniu funkcji mechanicznych pnia odgrywają naprężenia wzrostowe powodowane odkładaniem się każdego roku nowej warstwy drewna, występujące więc tylko u drzew żywych. Przyczyną tych napięć jest skracanie się ścian komórkowych elementów drewna w wyniku ich drewnienia. Skurczowi, który zachodzi w końcowych fazach dojrzewania komórek drewna, stawiają opór pokłady drewna utworzone wcześniej. W rezultacie, naprężenia wzrostowe powodują wstępne sprężanie wewnętrznych warstw drewna, podczas gdy pokład zewnętrzny jest pod wpływem naprężeń rozciągających. Według Hejnowicza u drzew liściastych naprężenia ściskające wynosić mogą około 196*10 N/m2 (kG/cm2). U drzew iglastych naprężenia te są mniejsze. Sprężanie wstępne tego typu występujące w pniach żywych drzew, zwiększa elastyczność pnia tłumiąc przenoszenie energii wiatru na podstawę.

U drzew wyróżnić można dwie formy pni.

Jeśli przebieg pnia jest widoczny od podstawy drzewa aż do samego jego wierzchołka, a korona jest wzdłuż osi pnia mniej więcej symetrycznie rozmieszczona, to pień nosi nazwę strzały. Ta forma pnia występuje u drzew iglastych, zwłaszcza w młodym wieku (świerk, sosna, jodła, modrzew). Jeśli zaś pień na pewnej wysokości nad ziemią rozdziela się na konary i gałęzie, a przebieg jego w koronie jest niewyraźny, przez co traci swój charakter osi środkowej, wtedy nazywany jest kłodą. Kłody zwykle wytwarzają drzewa liściaste, zwłaszcza w starszym wieku (dąb, klon, lipa, jesion).

Często jednak u naszych drzew istnieją wyjątki od powyższej reguły i występują przejścia między jednym a drugim typem pnia. Przykładem może być olsza czarna, która będąc drzewem liściastym, wytwarza najczęściej dość wyraźnie zaznaczającą się od podstawy aż do wierzchołka drzewa strzałę. Innym przykładem są stare, rosnące pojedynczo sosny, które rozgałęziają się podobnie jak drzewa liściaste.

Konstrukcja drzewa i jego organów wykazuje wszelkie właściwości zapewniające mu skuteczne wytrzymanie obciążeń statycznych i dynamicznych. Rozpatrując rolę nadziemnych części pod kątem ich właściwości mechaniczno-konstrukcyjnych widzimy, że działają one jak belki i słupy. Jako elementy konstrukcyjne odznaczają się odpowiednią wytrzymałością na zgniecenie, zerwanie, złamanie itp. Na podstawę słupa, jakim jest pień drzewa, wywiera nacisk górna część drzewa obciążona koroną. Ciśnienie to przenosi się wzdłuż osi pionowej pnia z góry na dół, wskutek czego dolna część pnia jest najbardziej narażona na zgniecenie. Jeśli na słup działa siła prostopadła do niego (wiatr), to najmniejszy opór na złamanie stawia on u podstawy, gdyż tutaj jest największe ramię siły. W miarę posuwania się ku wierzchołkowi słupa opór wzrasta i niebezpieczeństwo złamania maleje. Jeśli zatem słup ma w każdym punkcie swej wysokości stawiać jednakowy opór na złamanie, to jego przekrój, w myśl zasady oszczędnego wykorzystania materiału budowlanego, powinien się zmniejszać w miarę posuwania się ku wierzchołkowi. Tak właśnie, zgodnie z prawami mechaniki, jest zbudowany pień.

Pnie drzew nie tworzą ściśle określonych brył geometrycznych. Najczęściej są one swym kształtem zbliżone do paraboloidy, stożka i nejloidy. W mowie potocznej pień, którego kształt jest zbliżony do stożka, nosi miano zbieżystego, zaś pień, którego kształt jest bardziej zbliżony do walca — pełnego.

Zbieżystość pnia jest to spadek grubości w centymetrach przypadający na 1 metr długości w miarę posuwania się od grubszego do cieńszego końca badanego pnia.

Pełność pnia jest to cecha kształtu określana za pomocą tzw. liczby kształtu przez porównanie z regularną bryłą obrotową, do której pień jest podobny.

Liczba kształtu jest stosunkiem objętości pnia do objętości walca porównawczego o wysokości i średnicy równej wysokości i średnicy pnia. Liczba kształtu jest zasadniczo mniejsza od 1; pełność pnia jest tym większa, im liczba kształtu bardziej zbliża się do 1 przy tej samej wysokości. W rzeczywistości liczne badania dendrometryczne wykazują, że pień drzewa odznacza się zawsze mniejszą lub większą zbieżystością, która zależy od bardzo wielu czynników, a szczególnie od właściwości danego gatunku, od wieku drzewa oraz od warunków środowiska, w jakich drzewo rośnie.

Kształt pnia od dołu ku wierzchołkowi zmienia się zwykle w charakterystyczny sposób. W dolnej części pnia, w miejscu najbardziej narażonym na złamanie, zwanym szyją korzeniową, występuje zgrubienie odziomkowe, które u różnych gatunków drzew w późniejszym wieku sięga do różnych wysokości. Zwykle drzewa rosnące pojedynczo na otwartej przestrzeni mają większe zgrubienie, niż drzewa rosnące w zwarciu. Wskutek zgrubienia odziomkowego pień w dolnej części przybiera kształt zbliżony do nejloidy, powyżej zgrubienia odziomkowego w środkowej części — do paraboloidy, w górnej zaś (wierzchołkowej) — do stożka.

Drzewa wyrosłe w zwarciu mają strzały pełne i gonne, o wysoko osadzonej koronie. Drzewa rosnące luźno mają pnie bardziej zbieżyste i korony nisko osadzone. Drzewa rosnące na właściwych dla nich glebach wytwarzają strzały bardziej pełne niż drzewa rosnące w złych warunkach.

Pełność i zbieżystość pnia mają duże znaczenie praktyczne. U pni pełnych, w miarę posuwania się od odziomka ku wierzchołkowi, średnica pnia zmniejsza się powoli i stopniowo, natomiast u pni zbieżystych — szybko i nierównomiernie. W związku z tym przy obróbce drewna na sortymenty uzyskuje się z pni pełnych większą wydajność sortymentów niż z pni zbieżystych. Przy produkowaniu długich sortymentów ciosanych lub tartych wzrasta ilość odpadów spowodowanych zbieżystością.

Jeżeli pień przetniemy w kierunku prostopadłym do jego osi, to otrzymamy przekrój, którego kształt jest mniej więcej zbliżony do koła. Taki przekrój jest najodpowiedniejszy ze względów mechanicznych, ponieważ zapewnia drzewu największą odporność na wiatr i okiść, przy jednoczesnym zużyciu najmniejszej ilości materiału na budowę. Rzadko jednak pnie mają przekrój o kształcie idealnie zbliżonym do koła, którego środkiem byłby rdzeń. Występuje on w środkowych częściach strzały tylko u młodych drzew iglastych o regularnie rozwiniętej koronie lub też w wierzchołkowych częściach bujnie i szybko rosnących pni.

Często pod wpływem działania czynników zewnętrznych przekrój poprzeczny pnia przyjmuje zarys eliptyczny lub jajowaty. W takim przypadku rdzeń zawsze jest przesunięty ku obwodowi i przekrój pnia staje się ekscentryczny. To pociąga za sobą nierównomierną budowę drewna.

Spośród czynników powodujących ekscentryczność przekroju pnia szczególnie silny wpływ wywierają: wiatr, nieregularne wykształcenie korony oraz trwałe wychylenie pnia z położenia pionowego. Drzewa wystawione na wiatry wiejące z jednego kierunku mają pnie o przekroju jajowatym, przy czym u drzew iglastych część rozszerzona zwrócona jest w stronę zawietrzną drzewa, a u drzew liściastych odwrotnie.

Nieregularnie rozwinięta korona także powoduje powstawanie pnia ekscentrycznego. Jeśli drzewo rosnące prosto zostanie wychylone z pionu i przybierze kierunek ukośny, to po stronie pnia zwróconej ku dołowi u drzew iglastych tworzą się słoje grubsze niż po stronie przeciwnej (odwrotnie jest u gatunków liściastych) i wskutek tego przekrój pnia przyjmuje kształt jajowaty. U niektórych gatunków (np. u grabu) pnie prawidłowo wyrosłe mają w dolnej części przekrój falisty, spowodowany „listwami” ciągnącymi się od dołu ku górze. Bezpośrednią przyczyną ekscentrycznego przekroju pnia drzew jest zakłócenie normalnego procesu tworzenia się drewna, przy czym tworzy się tzw. drewno reakcyjne. Komórki drewna reakcyjnego, szczególnie ich ściana komórkowa, różnią się budową od normalnego drewna. W przypadku tworzenia się drewna reakcyjnego powstaje też więcej komórek niż normalnie, co powoduje większą szerokość słoja rocznego drewna po tej stronie pnia, gdzie tworzy się drewno reakcyjne. U drzew iglastych drewno reakcyjne nosi nazwę drewna kompresyjnego, u drzew liściastych zaś — drewna tensyjnego.

Anatomia pnia

Rozpatrując makroskopowo wewnętrzną budowę pnia, możemy wyróżnić odrębne, wyraźnie różniące się warstwy. Najbardziej zewnętrzną warstwą pnia jest kora; pod nią znajduje się drewno, między nimi leży gołym okiem niewidoczna tkanka twórcza, zwana kambium w środku pnia znajduje się rdzeń, widoczny dokładnie zwłaszcza w młodych pniach.

p/pien.txt · ostatnio zmienione: 2013/09/15 12:40 (edycja zewnętrzna)