Prof. Dr. Molnár Sándor NYME, FMK, Faanyagtudományi Intézet 7. Faanatómia A fatest makroszkópos szerkezete
A fatest makroszkópos szerkezete A fatest makroszkópos szerkezete alatt a szabad szemmel és kézi nagyítóval jól megkülönböztethető szöveti elemeket és részeket értjük. A makroszkópos vizsgálatok célja: a fafaj meghatározása, következtetés a faanyag műszaki és esztétikai tulajdonságaira, megmunkálhatóságára (faminősítés). 1
Fatest és háncstest elhelyezkedése háncstest kambium fatest sugár iniciálisok fuziform iniciálisok 2
A fatest és a kéreg makroszkópos felépítése 3
Keresztmetszet Megfigyelhető a különböző szerkezeti részek mennyiségi aránya. Elkülönül a héjkéreg, a háncs, a szijács, a geszt és a bél. Jól látható a fatest évgyűrűs szerkezete (ha van). Az évgyűrűn belül a korai (tavaszi) és a késői (nyári) pászták is gyakran megkülönböztethetők. Számos fafajnál bélsugarak és a nagyobb edények is látszanak. 4
Sugármetszet A színes gesztű fáknál elkülöníthető a geszt és a szijács. Az évgyűrűk és a pászták párhuzamos sávok formájában jelentkeznek. Több fafajnál (pl. tölgy, bükk, platán, hegyi juhar) jól láthatók a bélsugártükrök. A sugármetszet esztétikai megjelenését előnyösen befolyásolják a korai pászta nagyobb edényei. 5
Sugármetszet Platán Vörösfenyő 5
Húrmetszet A fenyőknél és a gyűrűslikacsú lombfáknál az elkülönülő korai pászták és késői pászták különböző formájú, tetszetős hullámos rajzolatokat adnak. Hasonló hatást váltanak ki a szórtlikacsú fáknál az évgyűrű (növekedési zóna) jól látható határai is. A bélsugarak pontok, vonalkák formájában láthatók. 6
Húrmetszet Kőris Vörösfenyő 6
A vaszkuláris kambium szakaszos működésének az eredménye. A kambium téli időszakban nyugalmi állapotban van, azaz nem működik. A tavaszi időszakban lazább szövetű, korai vagy tavaszi pászta. Évgyűrűszerkezet A nyári időszakban pedig egy tömöttebb, szilárdabb késői vagy nyári pászta. A trópusi fafajoknál évgyűrűk nem alakulnak ki. A késői és a korai pászta közötti határvonal az évgyűrűhatár. Az évgyűrűhatár élessége változó. 7
Trópusi fáknál növekedési zónák vannak Mahagóni 7
200 éves 20 éves 10 éves
Dendrokronológia 8
Fak_Bél Az elsődleges szárból visszamaradt parenchimatikus alapszövet. Fiatal korban szállító, később raktározó ( A bél formája, nagysága jellemző az egyes fafajokra. Általában 1-2 mm átmérőjű. Mérete folytán a bélnek közvetlen műszaki jelentősége nincs. 9
Juvenilisfa (fiatal fa, fiatalkori fa) A juvenilisfa a geszt része. A bél körül kialakult belső évgyűrűket tartalmazza. Fafajtól függően a juvenilisfa 5-20 évgyűrűt foglal magába. Jellemzője a sejtek, szövetek fokozatos méreti változása, majd állandósulása. Szélesebb évgyűrűik az első években nagyobb arányú korai pásztával, ill. elmosódó pásztahatárokkal rendelkeznek. érettfa juvenilisfa 10
A libriform rostok és a tracheidák hosszúságának mérése alkalmas a juvenilisfa határának megállapítására. Ezen határig a rosthosszúság folyamatosan növekszik, majd állandósul. A bélkörüli fatestben vékonyabb a rostok falvastagsága, Az edények átmérői pedig kisebbek, mint az érett gesztben. Juvenilisfa 2. A faanyag sűrűsége és keménysége a juvenilisfában általában kisebb, mint a geszt többi részében. 11
A geszt A fatest belső, holt részét gesztnek nevezzük. A parenchimasejtek is elhaltak. Nincs vízszállító funkciója, csak szilárdít. Változások: a víztartalom megváltozik, a parenchimasejtek sejtmagja degenerálódik, a nitrogéntartalmú anyagok mennyisége lecsökken, a keményítő mennyisége lecsökken, extrakt anyagok rakódnak le, a sejtfal gödörkéi aspirálódnak, néha tíliszesedés történik. 12
Gesztesedési folyamat Alapvetően kétféle gesztesedési folyamatot különíthetünk el: Az életműködésüket befejező faparenchima és bélsugársejtek elhalásuk előtt különböző gesztesítő anyagokat választanak ki, amelyek berakódnak a sejtfalakba, sejtüregekbe. Így kerül a fatestbe a járulékos anyagok (cserző-, festőanyagok, gyanták, latex, flavonoidok). Az edényeket a gesztesedési folyamatban parenchimatikus töltősejtek, tíliszek tömítik. A geszt általában színben is eltérő. A gesztesedés a lombkorona állandósulásával van összefüggésben, mivel a fotoszintézishez szükséges vízmennyiség közel állandó vízszállító keresztmetszetet igényel. A gesztesedés a béltől, a legbelsőbb évgyűrűknél kezdődik, és évente átlagosan egy évgyűrű válik a geszt részévé. 13
Színes gesztű fák Színes gesztű fák éles geszt-szijács határral fokozatos átmenettel fehér nyár füzek tölgyek dió szelídgesztenye cseresznye akác kőris szilek platán eper feketenyár vörösfenyő óriásnyár erdeifenyő feketefenyő simafenyő duglaszfenyő tiszafa 14
A szijács A szíjács feladat a szilárdítás mellett a vízszállítás. Benne a parenchimasejtek élők, szállító, raktározó feladatot látnak el. A biotikus és abiotikus károsítókkal szemben kevésbé ellenálló. Makroszkópos vizsgálatok során rendszeresen meghatározzák a geszt, a szijács, a kéreg vonalas arányát a keresztmetszeten felvett átlagos sugár mentén. Gyakorlati szempontból azonban hasznosabb információt nyújtanak a térfogati arányok. 15
törzsmagasság törzsmagasság Geszt-szíjács-kéreg területi aránya (vörösfenyő és erdei fenyő) törzskeresztmetszet területe törzskeresztmetszet területe 16
Ágfa Szerepe egyre nő (energetika, lap- és lemezgyártás). Az ágfa tulajdonságai változók: az 5 cm átmérő alatt különbözika a szijács és a geszt; jellemző reakciófa kialakulása (szél-, hónyomás); a kéregarány elérheti az 50-60%-ot is; nagy nedvességtartalmúak lehetnek. Az ágcsúcs irányába haladva nő a cellulóztartalom. A nagyobb kéregarány miatt megnő a csersavtartalom és a hamualkotók részaránya. A törzsfáét jelentősen meghaladó, 2-3%-os hamutartalom kedvezőtlen tényező. 1 űrméter ágfa (gallyfa) 0,4 tömör m 3 -t tesz ki. 17
Tuskó, gyökér A tuskó- és a gyökérfa szerepe a fahasznosításban lényegesen kisebb, mint az ágfáé. nagyobb a rosthosszúság, és kisebb a szilárdító szövetek részaránya. A gyökérfa sűrűsége általában 20-30%-kal elmarad a törzsfáétól. A tuskó és a vastaggyökerek több gyantát és járulékos (cserző-) anyagokat tartalmaznak. A gyökerek nagy nedvességtartalmúak. A tuskó- és gyökérfa elsősorban energetikai nyersanyagként vehető számításba (de nagy a nedvességtartalmuk és szennyezettek (föld, homok, agyag rárakódások). 18
A kéreg (cortex) Két fő részre bontható: háncsra (floem), vagy belső kéregre (tápanyagok szállítása, raktározása) és héjkéregre, másnéven külső kéregre (ritidóma) (véd a mechanikai sérülések, a vadrágás, a tűz és egyéb külső hatásoktól). Vastagsága függ: a fafajtól, a kortól az ökológiai tényezőktől. A fatesthez viszonyítva a kéreg mennyisége 5-24% között váltakozik Indikátor: a légszennyezés (imissziós hatások) által lerakódó kén és egyéb szennyező anyagok megváltoztatják a kéreg kémiai összetételét. Értékes ásványi anyagok lelőhelyeinek meghatározása. 19
A háncs (floem) A háncstest a vaszkuláris kambium működése által alakul ki. Az évente létrejövő háncsrétegek 3-10-szer vékonyabbak az évgyűrűknél, és nem különülnek el. A kambium anyasejtek osztódásával létrejövő leánysejtek differenciálódásával fejlődnek ki a különböző háncssejtek. Egységes jellemzőjük, hogy nem lignifikálódnak. 20
Fak_A lombosok háncselemei Rostacső: Vékonyfalú. Áttört harántfalukat rostalemeznek nevezzük. Kísérő sejtekkel együtt jelennek meg. Csak a lombosfákra jellemzők. A rostacsövek és a rostasejtek elsősorban a nagy molekulájú szerves anyagokat szállítják. A háncsparenchima: Vízben oldódó, kisebb molekulájú tápanyagok (pl. cukrok) szállítása. Anyagokat raktároznak. Átalakulhatnak kősejtcsoporttá vagy parakambiummá. 21
A háncsrostok Fak_A lombosok háncsa Csak részben fásodnak el. Szilárdító funkciót látnak el. Sajátos változatai a pótlóháncsrostok (kambiform rostok), Fafajaink háncsa négy csoportba sorolható: kősejtekkel és háncsrostokkal egyaránt rendelkezők (akác, tölgy, kőris, gesztenye, fűz); csak háncsrostokkal szilárdítók (pl. szilek, hársak); csak kősejtekkel rendelkezők (pl. bükk, nyír, platán, éger, luc-, jegenye- és vörösfenyő); csak pótlóháncsrostokkal szilárdítók (Pinus-félék). 22
Fak_A héjkéreg vagy külső kéreg (ritidóma) Az epidermisz pótlására. Az alatta lévő elsődleges kéregből létrejön a parakambium (fellogén). A fellogén kifelé gyorsan elparásodó, sűrű sejtsorokat, a fellomot alakítja ki Befelé parenchimatikus sejtekből létrehozza a keskeny fellodermát. Ezt a három réteget fellom, fellogén, felloderma együttesen másodlagos bőrszövetnek vagy peridermának (parabőrnek) nevezzük. A vastagsági növekedés során a periderma lemorzsolódik. Új, belső peridermák képződnek, a külső kéreg vastagodásával a fellogén folyamatosan befelé halad a háncsban, A felrepedező peridermarétegek a közéjük zárt kéreg- és háncsrészekkel együtt alkotják a harmadlagos bőrszövetet vagy héjkérget (ritidómát). 23
Periderma 24
Fak_Lombosok (bal) és fenyők (jobb) háncselemei 25
Héjkéreg fajtái (Gencsi, 1980) sima kéreg (pl. bükk, gyertyán, mogyoró stb.) akkor alakul ki, ha a fellogén nem hal el, tehát a ritidoma ez esetben egy folyamatosan vastagodó periderma. sávokban, csíkokban leváló kéregtípusok: a vízszintes csíkokban leváló gyűrűs kéreg (pl. cseresznye, nyír) a függőleges sávokban leváló kéreg (pl. tuja, boróka) cserepes (repedezett) kérge van a legtöbb erdei fánknak. Itt a peridermák nem alkotnak összefüggő gyűrűt, pikkelyesen leváló (pl. lucfenyő, erdeifenyő törzs felső harmada) táblásan leváló kéreg (tiszafa, platán, hegyi juhar) vastagabb cserepekben leváló (pl. kőris, szil, tölgy, körte stb.) barázdásan repedezett, amely különösen az idős fák alsó törzsszakaszaira jellemző (pl. akác, cser, korai juhar stb.) 26
27
Köszönöm a figyelmet!