Агротехника льняного растения

СТРОЕНИЕ ЛЬНЯНОГО РАСТЕНИЯ

Цель работы: Изучить строение стебля лубяных растений. Определить природу лубяных волокон и их строение.

Задание. 1. Изготовить поперечные срезы стеблей лубяных растений и рассмотреть под микроскопом строение стебля.

Ознакомиться с химическим составом клеток лубяных растений, определить различие в их свойствах.

Зарисовать строение волокна лубяных растений. Дать определение элементарного и технического волокна.

Привести основные физико-механические свойства лубяных волокон.

Отчет должен содержать: 1. Рисунок среза льняного растения с приведением спецификации различных клеток.

• 2. Данные о химическом составе и физико-механических свойствах лубяных волокон.
• 3. Характеристику оцениваемых свойств лубяных волокон.
• 4. Рисунок элементарного и технического волокна льна с указанием особенностей их строения.

Основные сведения Хозяйственно-ботаническая характеристика. Лен — травянистое однолетнее растение с невысоким тонким стеблем (рис.1). По хозяйственно-ботаническим признакам лен подразделяется на лен-долгунец, лен межеумок и лен-кудряш. Лен-долгунец (рис. 1, а) имеет тонкий стебель высотой в среднем 70−80см и толщиной 0,8−1,5 мм с малым числом семенных коробочек (5−15), не ветвистый. Его выращивают в основном для получения волокна, содержание которого в обмолоченных стеблях составляет 20−25%. Лен-кудряш (рис. 1, в) имеет короткий, сильно ветвящийся стебель. Высота растений 30−35см. Лен-кудряш имеет большое число коробочек (до 100 и более); семена у него крупнее, чем у льна-долгунца. Лен-кудряш дает высокий урожай семян и низкий урожай волокна, притом короткого. Поэтому его возделывают для получения масличных семян. Лен-кудряш име-ет более развитую корневую систему, чем долгунец, и может произрастать в южных засушливых районах.

Лен-межеумок (рис. 1, б) выращивают в незначительном количестве. Его высевают в основном для получения масличных семян, иногда используют и для получения волокна. Лен-долгунец имеет слабо развитую корневую систему, поэтому хорошо развивается только при наличии в почве достаточного количества влаги.

Он выдерживает кратковременные заморозки до -4оС, но плохо переносит сильную жару.

Рис. 1. Виды льна: а — лен-долгунец; б — лен-межеумок; в — лен-кудряш

Строение стебля. Снаружи стебель покрыт тонкой пленкой — кутикулой 1 (рис. 2), пропитанной воскообразными веществами. Под кутикулой находится однослойный эпидермис 2. Кутикула и эпидермис защищают стебель снаружи от воздействий внешней среды, повреждений микроорганизмами и высыхания. Щелевидные отверстия эпидермиса обеспечивают газообмен и испарение влаги при жизни растения. Кроме того, они являются основными путями проникновения гифов грибов и бактерий в глубоколежащие ткани стебля во время стланья или мочки льносоломы. Под покровной тканью располагается ассимиляционная коровая паренхима 3, основной функцией которой является фотосинтез.

Основную ценность в стебле имеют волокнистые пучки 4, которые относятся к механическим тканям, повышающим устойчивость стебля к полеганию, изгибам, переломам и т. п. Они состоят из плотно склеенных пектиновыми веществами элементарных волокон — длинных клеток веретенообразной формы с заостренными концами. Элементарное волокно имеет следующее строение (по поперечному сечению): первичная оболочка, наружный слой вторичной оболочки, внутренний слой вторичной оболочки третичная оболочка, полость волокна.

Рис. 2. Строение стебля льна

К внутренней поверхности коры и волокнистых пучков примыкает проводящая ткань — флоэма, состоящая из тонкостенных клеток, сообщающихся друг с другом и с клетками примыкающих тканей. Флоэма проводит и распределяет в растении органические питательные вещества. Образовательная ткань — камбий 5 состоит из тонкостенных, плотно прилегающих одна к другой клеток, преобразующихся при делении в клетки других тканей, примыкающих к образовательной.

Наружный слой от камбия — коровую часть — в технической литературе называют лубом, а внутренний слой — древесиной. Отделение луба от древесины обычно происходит по камбиальному слою или по клеткам флоэмы.

Древесина 6 — это плотная ткань, состоящая из сосудов, трахеид, древесных волокон и древесной паренхимы. Толщина слоя древесины зависит от условий выращивания и сорта льна, размера клеток и толщины клеточных стенок. Лигнин, пропитывающий первичные и вторичные оболочки клеток, придает древесине жесткость и хрупкость. Во время созревания стебля сердцевинная паренхима в центральной части стебля исчезает и образуется сердцевинная полость. Во время переработки сырья на мяльно-трепальном агрегате древесина отделяется от волокна в виде костры.

Сердцевина — последний слой тканей стебля. Она занимает его центральную часть и состоит из крупных тонкостенных паренхимных клеток, иногда отмерших — одревесневших, иногда живых — способных к делению.

Строение и свойства волокна Единичные волокна независимо от того, входят ли они составной частью в пучок или рассеяны поодиночке, носят название элементарных.

Элементарное волокно представляет собой отдельную вытянутую, закрытую с обоих концов клетку с утолщенными стенками, имеющую внутри полость. Концы этих клеток и поперечное сечение их могут быть разными. Длина и размеры поперечного сечения элементарных волокон сильно колеблются не только у лубяных растений различных видов, но и в пределах одного вида и даже одного стебля. Средние значения этих размеров приведены в табл.1.

Лубяные волокна состоят из различных веществ, основным из которых является целлюлоза. Кроме целлюлозы, в состав волокон входят гемицеллюлоза, пектиновые вещества и лигнин. Целлюлоза придает волокну такие ценные свойства, как прочность на разрыв, гибкость и эластичность, в то время как нецеллюлозные вещества придают волокну жесткость, иногда снижают прочность. Примерный химический состав некоторых лубяных текстильных волокон приведен в табл. 2.

У большинства лубяных растений элементарные волокна образуют пучки, в которых они соединены (склеены) срединными пластинками, состоящими в основном из пектиновых веществ. Иногда срединная пластинка бывает пропитана лигнином, т. е. одревесневшая.

Лигнин — вещество, придающее хрупкость и жесткость элементарным волокнам и пучкам. Структура элементарных волокон всех лубяных растений имеет много общего.

Стенка элементарного волокна состоит из трех слоев или оболочек, отличающихся в основном химическим составом:

первичной оболочки, состоящей из целлюлозы, гемицеллюлозы, пектиновых веществ и иногда лигнина;

вторичной оболочки, состоящей также из целлюлозы, но с меньшим содержанием инкрустирующих веществ; при большом увеличении можно обнаружить, что вторичная оболочка неоднородна и имеет ряд более тонких слоев;

третичной оболочки — тонкой пленки, являющейся остатком протоплазмы.

Таблица 1 Таблица 2

Длина и поперечные размеры Химический состав лубяных волокон тарных волокон волокон.

Для переработки в пряжу лубяные волокна поступают в виде технического волокна. Соединенные срединными пластинками элементарные волокна в пучке взаимно сдвинуты по длине. Пучок оказывается как бы непрерывным по всей длине стебля. Боковыми ответвлениями (анастомозами) эти непрерывные пучки соединяются один с другим на всем протяжении стебля, образуется упругая сетка — сетчатый каркас, обеспечивающий гибкость по всей конструкции стебля, предохраняющий его от излома и защищающий слои анатомических тканей, лежащие внутри.

Основным, практически очень важным свойством технического волокна является прочность. По сопротивлению растягивающим усилиям некоторые лубяные волокна относят к самым прочным волокнам из группы натуральных.

Все лубяные волокна характеризуются малым относительным удлинением при разрыве. Другим важным свойством технического волокна является гибкость, на которую влияют те же факторы, что и на прочность: волокно, состоящее из более коротких элементарных волокон и более одревеснелое, обычно менее гибко. Из лубяных волокон наибольшей гибкостью обладают лен и рами. Чем выше гибкость технического волокна, тем больше его ценность.

Прядильные свойства и гибкость лубяных волокон в значительной степени определяются их поперечными размерами. Из более тонких волокон можно изготовить более тонкие и прочные ткани. Линейная плотность льна находится в пределах 5−7, пеньки 8−65, кенафа — 4−6,5, джута — 2,5−5,5 текс.

Методические указания При изучении льняного растения, пользуясь справочной литературой, особое внимание следует уделить зависимости физико-механических свойств льна от особенностей его строения и химического состава. Внимательно следует рассмотреть и изучить устройство пучков элементарных волокон, а также окружающих их тканей; взаимосвязь и выполняемые функции каждой составляющей льняного стебля. При изучении видов льна обратить внимание на их внешние отличительные признаки. А также на особые свойства, присущие каждому виду и определяющие условия их возделывания.

Для зарисовки элементарных и технических волокон опытный образец волокна рассматривается под микроскопом.

В процессе изучения внутреннего строения льняного стебля необходимо рассмотреть вопросы влияния агротехники на условия развития и формирования волокнистых пучков их качества и количества.

Контрольные вопросы:

• 1. Назовите подвиды обыкновенного культурного льна. Какие из них имеют наибольшее значение для РБ?
• 2. В чем особенности корневой системы льна-долгунца и ее отличие от других сельскохозяйственных культур?
• 3. Расскажите об анатомическом строении стебля льна, его более ценных частей.
• 4. Что такое общая длина растения и техническая длина льняного стебля?
• 5. Расскажите о строении льняного семени.
• 6. В чем особенности корневой системы льна-долгунца и ее отличие от других сельскохозяйственных культур?
• 7. Каковы фазы льна, характеризующие морфологические изменения или образование новых органов растения?
• 8. Как относится лен к условиям внешней среды?

Литература

[ 1 стр. 14−26; 2 стр. 15−32; 6 стр. 6−16].