LES wood 50 (1998) 1-2 Raziskave in razvoj 5 UDK 630*824.7 Izvirni znanstveni ~lanek (Original Scientific Paper) Juvenilni les pri jelki (Abies alba Mill.) in smreki (Picea abies Karst.) Juvenile Wood in Silver Fir (Abies alba Mill.) and Norway Spruce (Picea abies Karst.) N. Torelli1, @. Gorišek1, M. Zupan~i~1 T. Logar2 Izvle~ek Pri treh jelkah (Abies alba Mill.) in treh smrekah (Picea abies Karst.) so bile izmerjene dol`ine traheid v smeri od str`ena do skorje in ocenjeno trajanje juvenilnega obdobja (okoli 30 let). Dol`ina traheid v branikah juvenilnega in zrelega lesu rahlo nara{~a v smeri od ranega proti kasnemu lesu. Traheide v 6 let stari juvenilni braniki so bile v povpre~ju pribl. 30 % kraj{e kot v 34 let stari zreli braniki. Klju~ne besede: jelka, smreka, juvenilni les, zreli les, dol`ina traheid, trajanje juvenilnega obdobja Abstract In 3 Norway spruces and 3 silver firs the tracheide lengths in relation to number of increments from pith to bark was determined and the duration of the juvenile period assessed (ca. 30 years). Both in juvenile and mature wood a slight increase in length of tracheides across the width of the growth increment was observed. The tracheids in the 6-year-old juvenile growth increment were ca. 30 % shorter on the average than those in the 34-old-mature increment. Key words: silver fir, Norway spruce, juvenile wood, mature wood, tracheide length, duration of the juvenile period. Uvod Rast drevesa lahko razdelimo v tri obdobja: mladostno ali juvenilno, zrelo ali adultno in starostno ali senescent-no. Starostno obdobje je le teoreti-~nega pomena, saj zelo visoko starost, v kateri se tvori ta les, do~akajo le pragozdna drevesa, drevesa v varovalnih gozdovih, parkih in drevoredih. V gospodarskem gozdu drevesa posekajo mnogo prej, teoreti~no tedaj, ko sta teko~i in povpre~ni vrednostni prirastek enaka. Juvenilno obdobje traja, odvisno od vrste do pribl. 20. leta, sicer pa v širokem razponu od 5 do 60 let in mnogokrat sovpada s ~asom prvega cvetenja in ploditve. 1 Katedra za tehnologijo lesa, Oddelek za lesarstvo, Biotehniška fakulteta, Univerza v Ljubljani, Ljubljana, Slovenija 2 Slovenska akademija znanosti in umetnosti, Ljubljana, Slovenija Juvenilni les je rezultat mladega kam-bija in podaljšanega vpliva apikalnih meristemov. Je v sredici debla, medtem ko je deblo v obmo~ju krošnje vselej juvenilno. Tim. krošnjev les (angl. crown-formetwood) je potemtakem juvenilni les. Mladostni in zreli les sta v razli~ni populaciji istega drevesa (Panshin 1980 str. 243). Zreli les ima lastnosti, za katere menimo, da so normalne za dolo~eno vrsto, medtem ko je zgradba juvenilnega lesa druga~na in njegove lastnosti so slabše kot pri zrelem lesu. Juvenilnost se zlasti pri iglavcih ka`e v krajših aksialnih traheidah. Dimenzije fuziformnih inicialk se pri iglavcih po-ve~ajo za 100 do 400 %, pri listavcih pa le redko prek 100 %. Obstaja negativna korelacija med frekvenco anti-klinih (psevdotransverzalnih delitev) in njihovo dol`ino. S starostjo hitrost antiklinih delitev pada, pove~uje pa se dol`ina kambijevih inicialk. Hkrati se izgubi vse ve~ krajših inicialk. Nastajanje vse daljših kambijevih fuziform-nih inicialk se ka`e v podaljševanju aksialnih traheid. Pri tem ima post-kambialna rast le majhen vpliv, ker znaša le 10 do 15 %. Pri iglavcih raste premer traheid sis-temati~no od str`ena proti periferiji, naraš~a pa tudi debelina celi~nih sten, zlasti v kasnem lesu ( Panshin str. 260 ). Z daljšanjem traheid se zmanjšuje mikrofibrilni kot. Posledica velikega mikrofibrilnega kota je izjemno velik aksialni skr~ek in nabrek, ki povzro-~ata te`avo v procesu sušenja lesa. Zaradi slabe oblikovanosti ali celo brez tipi~nega kasnega lesa je gostota juvenilnega lesa manjša kot gostota adultnega lesa. Juvenilni les iglavcev ima praviloma manj celuloze in ve~ lignina, kar je LES wood 50 (1998) 1-2 Raziskave in razvoj lahko tudi posledica kompresijskega lesa, ki je v juvenilni coni zaradi hitre višinske rasti in reorientacij povezane z njo pogostejši kot v zrelem lesu. Lahko sklenemo, da je juvenilni les manjvreden. Razlogov za to je veliko: krajša vlakna, ni`ja gostota, ustrezno manjša trdnost, trdota in `ilavost, ve~ji aksialni skr~ek, ve~ja vsebnost neza-`elenega kompresijskega lesa in nastanek sr~nih razpok pri sproš~anju nateznih tangencialnih rastnih napetosti. Praviloma se tudi razkrojni procesi najprej pojavijo v sredici debla. Angl. core-wood, ali po naše les debelne sredice ima zaradi naštetih negativnih lastnosti negativen prizvok. Tudi pri listavcih, zlasti tistih, ki nimajo eta`nega kambija, lahko opazimo na-raš~anje dol`ine vlaken s starostjo, vendar to ni tako izrazito kot pri iglavcih (npr. Hosseini 1990 ). dobja, pa~ pa na njegov ve~ji ali manjši fizi~ni obseg. Postavitev problema V okviru širše študije o juvenilnem lesu, t.j. raziskovalnega projekta MZT L4-6290-0491-94 -Vpliv juvenilnega in kompresijskega lesa v lesu iglavcev na fizikalne in mehanske lastnosti slojnatih lepljencev, smo `eleli na podlagi variacije dol`in aksialnih traheid ugotoviti trajanje juvenilnega obdobja in primerjati dol`ino vlaken v enako širokih bra-nikah mladostnega in zrelega lesa. Za detajlnejšo analizo razlike v dol`ini aksialnih traheid v juvenilnem in zrelem lesu smo primerjali 4,2 mm široko 6 - letno mladostno braniko in 4,4 mm široko 34 - letno braniko zrelega lesa. Braniki sta bili pri tem razdeljeni na štiri dele. V vsaki ~etrtini je bilo izvedeno po 50 meritev. Slika 1. Variacija dol`ine vlaken od str`ena proti skorji pri belem topolu (Populus albaL.), belem gabru (Carpinus betulusL.) in ~rni jelši (Alnus glutinosaGaertn.). Risba po Hosseiniju 1990. Figure 1. Fiber length variation from pith to bark in white poplar (Populus albaL.), hornbeam (Carpinus betulusL.) and black alder (Alnus glutinosaGaertn.) (Drawing after Hosseini) Raziskave juvenilnega lesa zaradi njegovih negativnih lastnosti postajajo vse pomembnejše, saj se naši gozdovi pomlajujejo. Relativen pomen juvenil-nega lesa je mnogo ve~ji pri heliofil-nih drevesnih vrstah kot pri sencovz-dr`nih (tolerantnih). Seveda pa lahko tudi izrazito sencovzdr`na jelka raste v mladosti zelo hitro, ~e ne raste v za-sen~enju bli`njih starejših dreves. Hitrejša ali po~asnejša rast domnevno ne vpliva na trajanje juvenilnega ob- Material in metoda Na skladiš~u Jelovice v Škofji Loki smo naklju~no izbrali tri smreke in tri jelke. Meritve dol`ine vlaken pri vseh šestih drevesih so bile izvedene v prvih petih branikah, nato pa v rasto~ih intervalih do kambija oz skorje. Za vsako braniko je bila na podlagi 50 meritev izra~unana srednja dol`ina aksi-alnih traheid. Maceracija je bila izvedena v 100 % Jeffryjevi raztopini pri sobni temperaturi in je trajala od 3 do 13 dni. Macerati so bili obarvani v alkoholni raztopini fast-green-a, nato pa vklopljeni v evparal. Rezultati Širine vlaken so odvisno od starosti branike prikazane grafi~no na slikah 1 do 6. Pri vseh šestih drevesih je dol-`ina aksialnih traheid hitro naraš~ala do 10. leta in pojemajo~e do pribl. 30. leta, nakar so se dol`ine bolj ali manj stabilizirale na normalno dol-`ino, ki znaša pri smreki od 3,9 mm do 5,9 mm in jelki od 3,6 do 5,5 Na sliki 9 so primerjalno prikazane dol`ine aksialnih traheid po ~etrtinah za mladostni les (6. leto) in zreli les (34. leto). Sklepi Na podlagi rezultatov lahko obdobje do 30. leta obravnavamo kot juvenil-no obdobje. Rezultati so primerljivi z rezultati v literaturi (npr. Trendelen-burg/Mayer-Wegelin 1955, sl.8 ). Primerjava enako širokih mladostnih in zrelih branik ka`e zna~ilne razlike, pri ~emer so aksialne traheide juvenil-nega lesa pribl. 30% krajše od adult-nih. Reference Panshin, A. J. & C. de Zeeuw 1980. Textbook of wood technology, 4. izd. McGraw-Hill Book Company, New York, itd. Trendelenburg, R./ H. Mayer-Wege-lin, 1955. Das Holz als Rohstoff. Carl Hanser, München. Hosseini, S. Z. 1990. Vpliv juvenilnos-ti na mehanske lastnosti celuloze iz lesa belega topola (Populus alba L.), belega gabra (Carpinus betulus L.) in ~rne jelše (Alnus glutinosa Gaertn.) Doktorska disertacija, Ljubljana. 6 mm. LES wood 50 (1998) 1-2 Raziskave in razvoj Slika 2. Jelka (Abies albaMill.), testno drevo AA: srednja dol`ina, standardni odklon, najve~ja Slika 3. Jelka (Abies albaMill.), testno drevo AB: srednja dol`ina, standardni odklon, najve~ja in najmanjša dol`ina vlaken, odvisno od starosti in najmanjša dol`ina vlaken, odvisno od starosti Figure 2. Silver fir (Abies alba Mill.), test tree AA: tracheide length variation from pith to bark Figure 3. Silver fir (Abies alba Mill.), test tree AB: tracheide length variation from pith to bark Slika 4. Jelka (Abies albaMill.), testno drevo AC: srednja dol`ina, standardni odklon, najve~ja Slika 5. Smreka (Picea abies Karst.), testno drevo PA: srednja dol`ina, standardni odklon, in najmanjša dol`ina vlaken, odvisno od starosti najve~ja in najmanjša dol`ina vlaken, odvisno od starosti. Figure 4. Silver fir (Abies alba Mill.), test tree AC: tracheide length variation from pith to bark Figure 5. Norway spruce (Picea abies Karst.), test tree PA: tracheide length variation from pith to bark Slika 6. Smreka (Picea abies Karst.), testno drevo PB: srednja dol`ina, standardni odklon, Slika 7. Smreka (Picea abies Karst.), testno drevo PC: srednja dol`ina, standardni odklon, najve~ja in najmanjša dol`ina vlaken, odvisno od starosti najve~ja in najmanjša dol`ina vlaken, odvisno od starosti Figure 6. Norway spruce (Picea abies Karst.), test tree PB: tracheide length variation from pith to bark Figure 7. Norway spruce (Picea abies Karst.), test tree PC: tracheide length variation from pith to bark ä' >2 ---- P*m i __ j^^5^ .,■ **£?-** *i^ *f 1 to *> n h in t ■ wnt(Mi] ■ Slika 8. Variacija dol`ine vlaken od str`ena proti skorji pri jelki (Abies albaMill.) in smreki (Picea abiesKarst.). Risba po Trendelenburg/Mayer-Wegelin 1955 Figure 8. Tracheide length variation from pith to bark at Norway spruce (Picea abies Karst.) and Silver fir (Abies alba Mill.) (Drawing from Trendelenburg/Mayer-Wegelin 1955) Slika 9. Smreka (Picea abies Karst.), testno drevo PA: dol`ina vlaken, odvisno od starosti v enako širokih branikah juvenilnega in adultnega lesa Figure 9. Norway spruce (Picea abies Karst.), test tree Pa: tracheide length variation from pith to bark in eqally width growth rings of juvenile and adult wood 7