puun eri osat - tkkpuukemia.tkk.fi/fi/opinnot/kurssit/19-1000/luennot/... · 2008. 1. 29. · mm....

1

Puusta pintaa syvemmältä

Pekka Saranpää

MetsäntutkimuslaitosVantaan tutkimuskeskus

TKK Puunjalostustekniikka PUU-19.210Pekka Saranpää 20.1.2005

Puun eri osat

• puulla voidaan erottaarakenteellisesti jatoiminnallisesti kolmeerilaista osaa: – juuristo– runko– sekä oksat ja latvus

Pekka Saranpää 20.1.2005

Puun eri osat

• puun rungolla on kolmetärkeää tehtävää:– tukirakenne– vedenkuljetus– sekä ravinteiden varasto


Rungon solukko huolehtii nestevirtauksesta

Suurimmissa puissaveden täytyy nousta jopa100 metrin matka tyveltälatvaan:– paine-ero on suuri tyven

ja latvan välillä– puun solukon on oltava

kestävä

2


läpimitan muutos, mm

0

5

10

15

20

25

30

17.5 1.6. 1.7. 1.8. 1.9. 1.10. 1.11.

Kasvupanta

Rungon läpimitan muutokset näkyvät erivuorokauden aikoina: runko turpoaa yöllä jakutistuu päivällä


Millainen on puun rungon solurakenne?

Pintapuu elimanto kuljettaaja varastoi vettä

Sydänpuu on täysin kuolluttasolukkoa


Puussa erotetaan kolme leikkaussuuntaa

• poikkileikkaus (P)• pinnanmyötäinen (T)• säteensuuntainen (S) leikkaus


Miten puusolukko muodostuu?

kuori nila jälsi jakaantuvat solut puutunut solukko

3


0

10

20

30

40

50

60

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55

µm

JUNE JULY AUGUST

earlywood latewood

lumen diameter

double wall thickness


____ 1 mmkuitujen läpimitta putkiloiden läpimittaØ 20-40 µm 30-130 µm 150-350 µm

Havupuu Lehtipuut: haja- ja kehäputkiloisetkuusi koivu tammi


Havupuut

• Suurin osa solukosta on pitkiä kuituja eliputkisoluja

• Kuusen putkisolujenpituus vaihtelee 1–4 mm


kevätpuu kesäpuu

Havupuut

• Putkisolujenrakenne on erilainenkevätpuussa jakesäpuussa.

• Yhdessä nemuodostavatvuosiluston.

4


Pitkittäissolut: trakeidit eli putkisolut, tracheids

kevätpuu, kesäpuu; earlywood and latewoodkesäpuussa soluseinän kaksinkertainen paksuuson suurempi kuin soluontelon läpimitta jaettuna

kahdella (Mork’s definition)⇒ vuosilusto, growth ring, annual ring

cf. valevuosilustot, false rings, latewood voiaiheutua keväthalloista tai kasvukauden

aikaisesta kuivuudesta

Havupuut


Trakeidit eli putkisolutläpimitta 25--23 µm tangentin

suunnassa ja30--21 µm in säteen suunnassa

Pituus vaihtelee 1--4 mm, kesäpuussa 10 % pidempiä

Araucaria cunninghamii jopa 11 mm

Havupuut


Kesäpuun selluloosapitoisuus on korkeampi kuin kevätpuussa,

Kesäpuun tiheys on korkeampi,(810--920 kgm-3) verrattuna kevätpuuhun

(300--370 kgm-3)

Havupuut


Bordered pitsrengashuokoset

Kahden putkisolun välilläHuokospari

Sekundaarisenästä muodostunutrengas peittää huokoskammion

Keskellä oleva ohut kalvomuodostunut keskilevystä ja

primaariseinästä

Havupuut

5


Bordered pitsrengashuokoset

Paksuuntunut keskiosa: torusYmpäröivässä margossa on pieniä

aukkoja,

6


Ydinsäteet RaysYksiriviset Uniseriate

Pihkatiehyeelliset Fusiform raysHomosellulaariset: vain tylppysoluja

Heterosellulaariset, tylppysolujenlisäksi 1--3 riviä putkisoluja reunoilla

Hammaspaksunnoksia putkisolujenseinissä: mänty

Ristikentän huokoset

Ydinsäteet


Ristikentän huokoset

Cross-field pits

Hammas-paksunnokset

putkisolunseinämissä

Yksirivinen japihkatiehyeellinen

ydinsädePutkisoluja ylä- ja

alaosassa


Lehtipuut

Putkilon soluja japuusyitä pituus 0,8-1,0

mm

Vuosilustossavoidaan erottaasuuriläpimittaisia

putkiloita, jotka ovatsolusulautumia.


Aukkolevyt Perforation platesYksiaukkoiset Simple perforations

mm. haapa, pajutPorrasmaiset, tikapuumaiset

Scalariform perforationsBetula pendula rauduskoivulla 14

pienaaBetula pubescens hieskoivulla 21

pienaa

Lehtipuut

7


Aukkolevyt Perforation platesYksiaukkoiset Tikapuumaiset; reiälliset

Simple perforations Scalariform perforations

Lehtipuut


Neljä pääsolutyyppiä: putkilot, putkisolut, puusyyt jatylppysolut

Putkisolut, trakeidit eivät yleisiäPuusyyt, paksu, voimakkaasti puutunut soluseinä,lisäävät puun lujuuttaPienet, rakomaiset huokoset

Lehtipuut


Kehäputkiloinenputkiloita ja puusyitä0,1--0,4 mm (2 m)

Hajaputkiloiset Diffuse porousKehäputkiloiset Ring porous

Suuret kevätpuuputkilot (tammiQuercus, jalava Ulmus, saarni

Fraxinus)Pienet kesäpuun putkilot

PitkittäistylppyVarastosolukkoa (tärkkelys,

rasvat)

Lehtipuut


Esimerkki puu rakenteen monimuotoisuudesta

8


TectonagrandisTeakinitial

boundary parenchyma

Chlorophoraexcelsa

Irokoparatracheal

aliform confluent


Vertikaalisysteemi

Vain tylppysolukkoaYksi-, kaksi- ja moniriviset y.s.

Homogeeniset tai heterogeenisety.s.: reunoilla joko vaaka- ja/tai

pystysoluja

Ydinsäteet


Ydinsäteiden koko vaihtelevaTammella suuria, jopa yli 30 solua

leveitäHaavalla yksisoluisia

Tilavuudesta suurempi osuus kuinhavupuilla koivulla 10--15 %

Ydinsäteet


ONKO PUUN RAKENNE JA KEMIALLINEN KOOSTUMUS

SAMANLAINEN RUNGON ERI OSISSA?

EI!

9


NuorpuuNuorpuu-- elieli ydinpuuydinpuu

CorewoodCorewood, juvenile wood, juvenile wood

HeartwoodHeartwood

SydSydäänpuunpuu SapwoodSapwood

PintapuuPintapuu

KuusiKuusi, Norway spruce, Norway spruce

< 10 < 10 lustoalustoa


PUUN OMINAISUUKSIEN VAIHTELU

•Vuosiluston sisäinen vaihtelu: kevät-kesäpuu

•Kasvupaikkojen välinen vaihtelu: ravinteisuus

•Runkojen välinen vaihtelu: perinnöllinen vaihtelu, kilpailu

•Rungon sisäinen vaihtelu: nuorpuu, sydän-pintapuu


Ydinpuu Kevätpuu

kesäpuuLyly __________________

0,1 mmPekka Saranpää 20.1.2005

Tracheid length of Norway spruce

1 m

4 m8 m

R2 = 0,93

R2 = 0,95

R2 = 0,96

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

3.5

4.0

4.5

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140

Etäisyys ytimestä, mm

mm

Log. (1 m)

Log. (4 m)

Log. (8 m)

Log. (12 m)

KuusenKuusen putkisolujenputkisolujen pituudenpituuden kasvukasvu ytimestytimestää pintaanpintaan

10


Vaikuttaako kasvunopeus puunrakenteeseen ja kuitujen

ominaisuuksiin?


Growth ring widthFlakaliden experiment

lannoitus

control

0,0

1,0

2,0

3,0

4,0

0 5 10 15 20 25Ring no. from the pith

Kasvunopeuden vaikutus: lustonleveys


Kuusikuidun pituus

0,5

1,0

1,5

2,0

2,5

3,0

3,5

0 20 40 60 80Ydin Kuori

Etäisyys ytimestä, mm

mm

hitaasti kasvanut

lannoitettu

• Kuidun pituus kasvaavoimakkaasti puun iänmyötä, ts. lyhyimmätkuidut ovat puunytimessä

• Voimakas lannoituslisää kuusen kasvua jalyhentää kuituja

Kasvunopeus vaikutus puun rakenteeseen


Kasvunopeuden lisäys vaikuttaa myöskuituseinämän paksuuteen

hitaasti kasvanut

Poikkileikkaus nähtynä mikroskoopissa

lannoitettu

11


Voidaanko puulaji tunnistaa rakenteen avulla?


Albergan kartanonkunnostus aloitettiin v.

1992

• Rakennutti konsuli FeodorKiseleff vuonna 1874

• Seinien laudoitus peräisin Havannasta tuoduistaraakasokerin kuljetuslaatikoista


Molemmin puolinrapattu piirurunko

Laudat hyvin leveitä, jopa 60 cm, punertavia.Mahonkia?


• Puuaine on väriltäänkellertävän ruskeaa, javuosilustot erottuvatselvästi

• Vaihettuminenkevätpuustakesäpuuksi on asteittainen

Kyseessä on havupuu!

Laudan pintahionnanjälkeen

12


Vertailun kohteenametsämänty

Säteen suuntainenleike, jossa näkyymikroskoopissahuokosten rakennesolujen välillä


Tuntomerkit syötettiinpuulajitunnistusohjelmaan, joka antoi kolmevaihtoehtoa:

– Pinus strobus– Pinus monticola– Pinus lambertiana

Todennäköisin strobus-mänty eli Pinus strobus


Valokuvat © Metla/Pekka Saranpää© Metla/Erkki Oksanen

puun eri osat - tkkpuukemia.tkk.fi/fi/opinnot/kurssit/19-1000/luennot/... · 2008. 1. 29. · mm....

Documents