Zbornik gozdarstva in lesarstva, Ljubljana, 36, 1990, s. 3-16 Prispelo / Received: 1990, november GOK 811.l:416.4/.5:812.7--015.2 NAST.ANEK IN ZNAČILNOSTI BARIERNE CONE TER LESA NASTALEGA PO RANITVI Niko TORELLI*, Primož OVEN**, Martin ZUPANČIČ*** Izvleček Diskutira se o možni vlogi sproščanja napetosti v skorji in lesu ter diferenciacijskih motenj pri oblikova- nju barierne cone ( = stena 4, CODIT). Predlagana je razširitev pomena akronima CODIT oz. črke "D", ki naj bi označeval hkrati desikacijo, disfllnkcijo in ra7kroi (angl. decay) (prvotni pomen). Ključne besede: odziv drevja na ranitev, diferenciacijske motnje, sproščanje tlakov v sko1ji in lesu, CODIT, barierna cona, Abies alba, Popu/11s THE ORIGIN ANO CHARACTERISTICS OF BARRIER ZONE ANO WOOD FORMED AFTER WOUNDING Niko TORELLI*, Primož OVEN**, Martin ZUPANČIČ*** Abstract The possible role of release of bark and wood growth stresses and differentiation disturbances in the bar- rier zone ( wall 4, CODIT) formation is discussed. An expanded meaning of acronym CODIT is pro- posed wilh "D" denoting dehydration, disfunction and decay (the original meaning). Key word,: tree response to wounding, differentiation dislurbances, pressure release in bark and wood, CODIT, barrier zone, Abies alba, Pop11/11s • dr„ prof. dipl. inž., Biotehniška fakulteta, lesarstvo, 61000 Ljubljana, Rožna dolina VIIl/34, YU •• dipl. inž., novi raziskovalec, Biotehniška fakulteta, lesarstvo, 61000 Ljubljana, Rožna dolina Vlll/34, YU ••• dipl. inž., Biotehniška fakulteta, lesarstvo, 61000 Ljubljana, Rožna dolina, Vlll/34, YU 4 Zbornik gozdarstva in lesarstva, 36 1 UVOD Z naraščajočo mehanizacijo spravilnih metod narašča verjetnost poškodb. Shigo in sodelavci trdijo, da se poškodovano drevje odzove anatomsko in biokemično in ta- ko "kompartmentalizira" oz. omeji območje rane. Predlagali so modelni sistem CODIT (Compartmentalization of Decay in Trees = kompartmentalizacija razkro- ja v drevesih( (SHIGO & MARX 1977). Model temelji na štirih "stenah". Stena J se- stoji iz okluzij (gumozne snovi in tile) osnih (aksialnih) elementov, ki omejujejo šir- jenje abiotskih in biotskih učinkov poškodb v smeri drevesne osi. Je zelo šibka, kar dokazuje pogosto izrazita osna podaljšanost diskoloracij in kasneje razkrojnin. Stena 2 je povsem mehanska. Sestoji iz gostejših slojev (kasnega lesa) v prirastni plasti in otežuje centripetalno širjenje učinkov poškodb. Stena 3 je vitalna kompo- nenta, ki upočasnjuje širjenje učinkov poškodb v tangencialni smeri, t.j. pravokot- no na trakove. Ključni element modela predstavlja stena 4 ali barierna.cona. To ust- vari kambij po poškodovanju drevesa in loči les, ki je nastal pred ranitvijo, od lesa, ki je nastal po ranitvi. Barierne cone so najprej opazovali pri listavcih. Prva sta jih opisala SHIGO in LARSON (1969) kot razločne kolobarje "bariernih celic", ki jih proizvaja kambij po mehanskih poškodbah. Kasneje sta TIPPET in SHIGO (1981) razširila definicijo barierne cone: barierna cona je zaščitno tkivo, ki nastane kot odziv na okužbe kot tudi na mehanske poškodbe. Njena vloga je izolirati nekrozno beljavo od kambija. Barierno cono sestavlja tkivo z veliko osnega parenhima, z manj prevodnimi ele- menti, z manj lignina in vsaj pri nekaterih vrstah (hrast) s suberinom v celicah (SHI- GO 1986, str. 42). V isti knjigi avtor (str. 137) opisuje barierno cono pri smreki kot niz ranitvenih (travmatskih) smolnih kanalov, z razširjenimi ("nabreklimi") trakovi in veliko osnega parenhima s temno vsebino (domnevno antimikrobne snovi). Celi- ce, ki nastajajo po formiranju barierne cone, so manjše in ne tako pravilno (t.j. v radialnih nizih) razporejene kot v lesu, ki je nastal pred ranitvijo. Čeprav je velikokrat mogoče opazovati diskoloracijske in razkrojne sheme, kot jih predvideva CODIT (npr. pri javoru, kjer je bila opravljena večina opazovanj), osta- jata narava in pojav barierne cone bolj ali manj nejasna (PEARCE 1982). Barierne cone segajo včasih daleč stran od poškodbe, drugič spet nastanejo le v njeni nepo- sredni bližini. SHIGO (1986, str. 267) priznava, da dejavnikov, ki uravnavajo veli- kost in učinkovitost bariernih con ne poznamo dovolj. Liese in njegovi sodelavci (LIESE & DUJESIEFKEN 1988) menijo, da barierna cona varuje predvsem pred zračno embolijo kot funkcijsko okvaro. Menijo, da sicer lahko ohranimo akronim CODIT, vendar s spremenjenim pomenom črke D. Ta naj bi namesto decay = raz- kroj, pomenila disfunkcijo. V naslednjem želimo prispevati nekaj opazovanj in razmišljanj o zgradbi in možni etiologiji barierne cone ter lesa, nastalega po ranitvi, na splošno in posebej pri jelki, 5 Torefli N. et al.: Nastanek in značilnosti barierne cone ... kot smo jih predložili na letošnjem VIII. mednarodnem simpoziju "Fundamental Research of Wood" v Varšavi (TORELLI et al. 1990). 2 MATERIAL IN METODA V jelovo-bukovem sestoju (Pokojišče) smo julija 1987, t.j. v obdobju nastajanja kasnega lesa, v prsni višini z izrezovanjem segmentov ranili 15 odraslih jelk (Abies alba Mill.) (sl. 1). Avgusta 1989 smo jelke podrli in poškodbe anatomsko preiskali. Da bi preučili, kako učinkuje izključitev skorjinega tlaka na diferenciacijo celic v kambijevi coni, smo zgodaj spomladi, ko je drevo v "soku", na več mladih drevesih izrezali skorjine "jezike" tako, da so na apikalnem koncu zadržali stik z ostalo skor- jo. Hkrati smo Brawnov in Saxov poskus večkrat ponovili na topolu (prim. BROWN & SAX 1962). Pričujoča opazovanja so le del mnogo širših raziskav o od- zivu drevja na mehanska in polucijska poškodovanja ter kompartmentalizaciji raz- kroja v lesu. Jem 1 o ~ o 2 Slika 1: Shema poškodovanja dreves in odvzema vzorcev za anatomsko preiskavo Figure J: Schematic presentation oj wounding and lcJCations oj samples jor ana- tomical examination 3 REZULTATI IN DISKUSIJA Takoj po ranitvi, je v neposredni bližini rane (5-10 mm) nastala barierna cona (sl. 2, 3), praviloma s travmatskimi smolnimi kanali (vendar ne vselej!). Starejše dife- rencirajoče se celice kambijeve cone so ohranile citoplazmo. Očitno so se "fosilizira- le" v trenutni fazi razvoja, kot so jo dosegle ob ranitvi (prim. Denne 1977). Sl. 4 pri- kazuje dvojno debelino celičnih sten v radialnem nizu osnih traheid. Debelina sten je v korelaciji z doseženo stopnjo diferenciacije. 6 Zbornik gozdarstva in lesarstva, 36 Slika 2: Jelka (Abies alba Mili.): barierna cona s travmatskimi smolnimi kanali Figure 2: Si/ver Jir (Abies alba Mili.): barrier zone with traumatic resin ducts Slika 3: Jelka (Abies alba Mili.): značilna "fosilizacija" starejših diferencirajočih se celic v barierni coni brez travmatskih smolnih kanalov Figure 3: Si/ver Jir (Abies alba Miti.): characteristic "fossilization" of older dif- ferentiating cel/s in the barrier zone, traumatic resin ducts missing 7 Torelli N. et al.: Nastanek in značilnosti barierne cone ... s~------------------------~ O'.) er, O'.) 00 '-- '--t-- 00 O'.) O'.) er, a, " .... .... C " o " '" C) C) C) C) "' E B " C