twardziel
Twardziel — Twardziel, drewno twardzielowe, drewno twarde – wewnętrzna, ciemniejsza część drewna położona pomiędzy bielem a rdzeniem, składająca się z martwych komórek o ścianach wysyconych substancjami twardzielowymi. Twardziel pełni funkcję wzmacniającą. Gatunkami drzew z typowo wykształconą twardzielą są m.in. sosna, modrzew, cis, dąb, robinia akacjowa oraz wiąz.
Położenie twardzieli
Twardziel określana również jako drewno twardzielowe bądź drewno twarde stanowi wewnętrzną, przeważnie ciemną zabarwioną część drewna położoną przy rdzeniu pnia, obejmującą najstarsze słoje przyrostu rocznego. Twardziel otoczona jest przez biel – zewnętrzną, jaśniejszą część drewna powstałą w ostatnich sezonach wegetacyjnych, obejmującą najmłodsze słoje przyrostu rocznego.
Wszystkie drzewa wykształcające twardziel określane są jako drzewa twardzielowe, drzewa o drewnie zawierającym wyłącznie biel określane są jako drewna bielaste. Stosunek bielu do twardzieli jest zmienny; zależy m.in. od gatunku i wieku drzewa oraz od warunków siedliskowych. Drewno młodych drzew twardzielowych składa się wyłącznie z drewna bielastego. Proces powstawania twardzieli w wewnętrznych partiach pni, starszych gałęzi i korzeni u większości gatunków następuje ok. 20-40 roku życia. Zjawisko to, określane jako proces twardzielowania, polega na zmianach strukturalnych, chemicznych, anatomicznych oraz fizjologicznych zachodzących w komórkach drewna.
Pod względem zróżnicowania drewna na część zewnętrzną (biel) oraz część wewnętrzną (twardziel) wyróżnia się następujące gatunki drzew:
- gatunki twardzielowe, których drewno składa się z wyraźnej, jasnej strefy bielu otaczającej ciemno zabarwioną strefę twardzieli (np. dęby, orzech włoski, kasztan jadalny, robinia akacjowa, klon tatarski, klon srebrzysty, sosna zwyczajna, modrzew europejski, cis pospolity, jałowiec pospolity, daglezja, morwa
- gatunki, których drewno składa się ze strefy drewna bielastego, strefy twardzieli niezabarwionej (położonej pomiędzy bielem i strefą centralną twardzieli zabarwionej) oraz strefy twardzieli zabarwionej (np. wiąz pospolity, jesion wyniosły, wierzba iwa, kruszyna pospolita, trzmielina zwyczajna);
- gatunki, których drewno składa się ze strefy bielu oraz niezabarwionej, jasnej strefy twardzieli, nie różniących się znacząco od siebie (np. świerk pospolity, jodła pospolita, buk zwyczajny, lipy, jarząb mączny, głóg
- gatunki bielaste (beztwardzielowe), których drewno nie jest zróżnicowane na część przewodzącą wodę i część wzmacniającą, nie przewodzącą wody; zarówno słoje zewnętrzne (młodsze) i słoje wewnętrze (starsze) zdolne są do wykonywania funkcji życiowych (np. klon zwyczajny, klon jawor, grab pospolity, brzozy, olsze, topola osika, kasztanowiec pospolity, leszczyna pospolita, bez koralowy, bez czarny
Cechy charakterystyczne twardzieli
Drewno twardzielowe składa się z martwych komórek, pełniących wyłącznie funkcje mechaniczne (wzmacniające). Komórki te utraciły zdolność przewodzenia wody i soli mineralnych oraz magazynowania substancji odżywczych wskutek procesów zachodzących w trakcie twardzielowania, do których zalicza się:
- wytwarzanie wcistek (tylakoidów) – pęcherzykowatych wrostów wewnątrz elementów przewodzących drewna, powstałych w wyniku wrastania komórek miękiszowych przez jamki do cewek i naczyń, czego skutkiem jest zamykanie ich światła (głównie u drzew liściastych
- zamykanie wlotów jamek lejkowatych poprzez wygięcie zatyczek (torusów); wnętrze cewek wypełnia się wówczas substancjami żywicznymi (u drzew iglastych
- przesycenie (zaimpregnowanie) ścian komórkowych komórek drewna substancjami twardzielowymi – mineralnymi (węglan wapnia) i organicznymi (żywice, gumy, garbniki), czego wynikiem jest drewnienie i obumieranie komórek rdzenia, promieni drzewnych i miękiszu drzewnego a także zamykanie światła elementów przewodzących drewna.
- zamykanie wlotów jamek lejkowatych poprzez wygięcie zatyczek (torusów); wnętrze cewek wypełnia się wówczas substancjami żywicznymi (u drzew iglastych
Twardziel cechuje się przeważnie ciemniejszym zabarwieniem niż otaczające ją drewno bielaste wskutek odkładających się w tej strefie drewna substancji impregnujących (głownie garbników, a także gum i żywic). Substancje te ponadto warunkują większą odporność na działanie czynników destrukcyjnych, przede wszystkim grzybów rozkładających drewno. Twardziel cechuje się, w porównaniu do bielu, mniejszą zwartością wody, większym ciężarem, zwartością i twardością oraz większą odpornością na działanie czynników atmosferycznych oraz ataki żerujących w drewnie owadów.
Biel wewnętrzny
Niektóre gatunki drzew twardzielowych po wpływem działania bodźców zewnętrznych (niskiej temperatury) bądź obecności organizmów patogennych (grzybów rozkładających drewno) wykształcają tzw. biel wewnętrzny. Jest to najczęściej pierścień lub łuk jasno zabarwionego drewna w obrębie twardzieli, obejmujący od kilku do kilkunastu słojów przyrostu rocznego.
Biel wewnętrzny cechuje się brakiem substancji twardzielowych, dużą zawartością ziaren skrobi oraz brakiem wcistek, co wpływa ujemnie na funkcje mechaniczne oraz odporność tej strefy na obecność grzybów rozkładających drewno. Biel wewnętrzny często ulega więc procesom gnicia (zgniliźnie), co w niektórych przypadkach może prowadzić do powstania tzw. opukliny – wady drewna polegającej na uszkodzeniu słojów przyrostu rocznego.
