Ткань в которой хорошо развиты лубяные волокна. Природные целлюлозные лубяные волокна: натуральный текстиль

По сравнению с колленхимой склеренхимные волокна отличаются большей упругостью , равной 15-20 кг/мм², тогда как у колленхимы она составляет не более 10-12 кг/мм². Наличие склеренхимы даёт возможность органам растения противостоять нагрузкам, которые возникают в результате изгиба или под воздействием массы самого растения.

Разновидности

Разделение по происхождению

По происхождению различают первичную и вторичную склеренхиму.

• Первичная - дифференцируется из клеток основной меристемы апексов , прокамбиальных пучков или из перициклических волокон.
• Вторичная - формируется камбием .

Разделение по расположению

В зависимости от расположения в теле растения и функциональных особенностей волокна склеренхимы разделяют на две группы:

• древесинные волокна,
• лубяные волокна.

Древесинные волокна

Древесинные (ксилемные) волокна, или либриформ, входят в состав проводящей ткани ксилемы. Формируются камбием . Одревесневшие оболочки этой ткани снабжены простыми порами с щелевидными очертаниями. Либриформ называют многофункциональной тканью, что связано с изменчивостью морфоструктуры волокон. Встречаются переходные элементы между клетками либриформа и водопроводящими элементами, в этом случае клетки либриформа принимают участие в транспортировке воды. Также наблюдаются переходные формы между клетками либриформа и древесинной паренхимой, тогда клетки волокон сохраняют живое содержимое, в таких клетках запасаются крахмал и другие органические вещества. В эволюционном плане волокна либриформа произошли из элементов ксилемы (трахеид), в которых функция проведения воды сочетается с опорной функцией. Волокна либриформа значительно короче лубяных волокон (не более 2 мм).

Клетки либриформа очень прочны, но почти неэластичны. Главная его функция - опора для водопроводящих элементов и для всего растения. Этот тип склеренхимы широко распространён среди высших растений. У лиственных деревьев либриформ занимает значительную часть древесины, особенно в тех её массивах, которые сформировались во второй половине вегетационного периода . Иногда склеренхима формируется перициклом, и в этом случае волокна называют перициклическими. Они долго сохраняют целлюлозные стенки, редко одревесневают.

Лубяные волокна

Расположены обычно в коровой части осевого органа, во флоэме , они встречаются в коре стебля и корня , а также в листовых черешках и пластинках, в цветоножках , плодоножках , реже плодах. Чаще они формируются в стеблях травянистых растений, но у многих пальм образуются в листьях. Клетки лубяных волокон длинные, толстостенные. Длина их колеблется от 40 до 60 мм, у китайской крапивы рами от 350 до 500 мм. В целом волокна насыщены цитоплазмой , в ней содержатся единичные мелкие хлоропласты , часто с крахмальными зёрнами. Число митохондрий значительно больше, чем хлоропластов. Характерная черта молодых волокон - высокоактивный Аппарат Гольджи . У сформировавшихся лубяных волокон протопласт чаще всего отмирает и полость клетки совершенно исчезает.

За счёт интрузивного роста лубяных волокон создаётся исключительная прочность ткани, которая повышается благодаря спиральным расположениям микрофибрилл оболочки. Обычно лубяные волокна составляют простую ткань, располагаясь либо более или менее широким поясом, либо отдельными группами, образующими вместе с проводящими тканями сосудисто-волокнистые пучки. У некоторых растений лубяные волокна вкраплены в лубяную паренхиму.

По происхождению лубяные волокна бывают:

• Первичные - образуются перициклом
• Вторичные - образуются камбием

У травянистых двудольных растений преобладают первичные волокна, у древесных - вторичные. Вторичные лубяные волокна намного короче первичных и чаще одревесневают. Крайне редко лубяные волокна развиваются у голосеменных.

Использование

Свойства лубяных волокон (прочность, исключительная эластичность, большая длина волокна, отсутствие одревеснения) очень ценны для текстильной промышленности . Особый интерес представляют такие растения, как

Лубяные волокна содержатся в растениях совершенно различных семейств — как однолетних, так и многолетних. Это поразительно, но к лубяным относятся такие, казалось бы, далёкие друг от друга растения, как лён-долгунец из семейства льновых, конопля — тутовых, кенаф — мальвовых, джут — липовых, кратолярия — бобовых. И уж совсем поразительно, что лубяные волокна содержатся в листьях агавы (волокно сизаль), прядильного банана (волокно манильская пенька), а также в юкке, драцене и многих других растениях.

Зоны произрастания этих растений разбросаны по всему земному шару. От умеренных широт — например, конопля и лён-долгунец, до субтропиков и тропиков. С точки зрения промышленного потребления широко возделывают джут, лён-долгунец, коноплю, кенаф и агаву.

Рассказ о лубяных растениях надо начинать с конопли . Почему именно с неё? Да потому, что память не даёт забыть исконный продукт русского экспорта, который в течение многих столетий, ещё до Киевской Руси, поставлялся с нашей территории во все стороны света. Речь идёт о пеньке. До сегодняшнего дня это один из лучших сырьевых источников при производстве канатов и верёвок. Российская пенька была настолько популярна во всём мире, что когда на Филиппинах из листьев одного из видов банана начали в промышленном масштабе производить волокно, его назвали манильской пенькой, а банан получил название пеньковый, или прядильный, банан.

Что такое пенька? Это лубяные волокна, выделенные из стебля растения конопля. В конце XIX века в России производилось около 140 тысяч тонн пеньки, что составляло около 40% производства пеньки в Европе. К концу 30-х годов осталось только около 50 тысяч тонн, при этом посевы её в 1936 г. занимали 680 тыс. га, составляя 4/5 всей мировой площади под коноплёй.

Конопля являлась одной из основных сельскохозяйственных культур СССР. Такой её статус был подтверждён помещением листьев конопли вместе с колосьями пшеницы и соцветиями подсолнечника в центр снопа внутри главного фонтана страны — «Дружба народов» на ВДНХ. Изображение конопли можно увидеть также на гербе Епифани, на гербе и флаге Кимовского района Тульской области. Ценность пеньки, как сырья для производства канатов, используемых в морском судоходстве, обусловлена уникальным свойством — она не гниет в морской воде.

Однако в 1961 г. СССР ратифицирует инспирированную США Конвенцию ООН «О наркотических средствах». А поскольку цветки женских особей конопли содержат психотропное вещество, служащее сырьем для производства марихуаны и гашиша, конопля у нас в стране была объявлена вне закона, а с мирового рынка исчезла русская пенька. Сейчас на этом рынке сложилась парадоксальная ситуация. Главными производителями пеньки являются Канада, Франция и Китай, а самым крупным её потребителем — США.

Промышленное культивирование конопли в России в настоящее время сильно затруднено из-за множества бюрократических препятствий и жёстких требований к охране посевов. Засеянные площади невелики.

Следующей по популярности лубяной культурой в России является лён . Это травянистое растение с нежными голубыми цветочками знакомо, наверное, большинству ещё с детства.

В России лён культивировался издревле. Льноводством занимались все славянские племена, населявшие восточную часть Европейской равнины до образования Киевской Руси. В X—XI вв. лён возделывали в значительных количествах, и он считался важнейшим растением, ведь из его волокна шили одежду, а из семян давили вкусное и ценное масло.

По химическому составу лён состоит из целлюлозы (до 80%), разнообразных примесей — жировых, красящих, минеральных воскообразных, и лигнина (продукт одревеснения клетки). Лигнин придаёт волокнам льна жёсткость. Волокна льна содержат до 5% лигнина, этим объясняется повышенная жёсткость льняных изделий по сравнению с хлопковыми.

После того как императрица Екатерина Великая разрешила вывоз льняного волокна за рубеж, большинство ткацких фабрик в Европе работало на российском льне.

Но ещё большего размаха льноводство достигло с развитием капитализма в России. Лён выращивали на обширной территории страны и в больших количествах вывозили за границу не только волокно, верёвку, канаты, но и семена и масло, получая свыше 30% всей экспортной выручки.

В последнее время льноводство оказалось в катастрофическом положении. Рентабельность возделывания льна-долгунца в сравнении с зерновыми резко упала; посевные площади подо льном сильно сократились. Большинство из льнозаводов закрыты из-за экономических проблем. Более или менее рентабельным является изготовление тканей, а волокно, пригодное для производства верёвок, поступает к нам из Беларуси, зачастую оно очень низкого качества. Но при этом цены на него растут стремительно.

Добывать льняные волокна очень нелегко, поскольку располагаются они не в коробочке, как у хлопка, а в стебле и притом крепко склеены — как между собой, так и с его древесной частью. На протяжении многих веков последовательность обработки льна остается традиционной, она связана со структурой его стебля, физико-механическими и химическими свойствами.

Лён выдирают из земли вместе с корнями и длительное время вымачивают для отделения волокон от остальных тканей растения. Затем его сушат, мнут, теребят, чешут, треплют. Каждая операция, даже производимая на машинах, требует много времени. После завершения всех операций по обработке сырья получают длинные и короткие волокна, которые тщательно отсортировывают и направляют в различные производства. Длинное волокно идёт на производство тканей в текстильной промышленности. Очёсы идут на производство основы под отделочные материалы и напольные покрытия. Короткое волокно частично идёт на производство грубых льняных тканей, но в основном используется в производстве шпагата и верёвок. Из отходов, ранее направляемых на изготовление пакли, теперь производят нетканые материалы для деревянного домостроения.

Другие лубяные растения на территории России не произрастают. В следующей статье мы узнаем, который является сейчас в мире лубяным волокном номер один.

ЛУБЯНОЕ ВОЛОКНО содержится в тканях коры, стеблей или в листьях р-ний. Насчитывают более 1100 видов р-ний, содержащих лубяное волокно. Типичное стеблевое Л. в. получают из льна, конопли, джута, кенафа, канатника, кендыря, рами, липы, хмеля, и др., а листовое - из агав (сизаль), прядильного банана (манильская пенька), новозеландского льна, драцен, юкк, рогоз и др. Широкое пром. значение как текстильное сырьё имеет волокно льна, конопли, джута, кенафа, рами, а из листовых - сизаль и манильская пенька; волокно др. р-ний имеет меньшее значение.

В зависимости от длины, крепости, жёсткости и др. свойств Л. в. его используют для прядения или как сырьё для бумажного производства, набивочного материала, выделывания щёток и для др. целей. Так, волокно льна и рами, как более тонкое, эластичное, используют для изготовления тканей бытового назначения, технических тканей, брезентов; из низших сортов льняного волокна вырабатывают мешковину; из волокна конопли, сизали и манильской пеньки изготовляют канаты, верёвки, шпагат, сердечники для стальных тросов, тралловую прядь и др. кручёные изделия; волокно джута, кенафа, канатника применяют в основном для изготовления мешковины и спец. тканей (линолеумной и др.), а также кручёных изделий.

Мировое производство Л. в. характеризуется след. цифрами (1939).

Л. в. представляет собой механические ткани коры и листьев. У лубяных р-ний, дающих волокно стеблевого происхождения, последнее содержится в перицикле (состоит из волокна и паренхимы) и во флоэме (паренхимная ткань с проводящей системой коры, ситовидными трубками и лубяным волокном). Перициклические волокна образуются в точке роста и называются первичными. Собственно лубяными волокнами являются волокна, залегающие во флоэме; по своему происхождению они вторичного образования. В технической литературе и перициклические и собственно лубяные волокна объединяются термином лубяных волокон. Листовое Л. в. залегает в паренхиме листа и представлено пучками двух типов: 1) только механическими пучками и 2)механическими пучками, сопровождающими сосудисто-волокнистые пучки. На поперечном срезе листа юкки пучки волокон 1-го типа округлой формы, а 2-го типа - серповидной.

Элементарное Л. в. имеет вид толстостенной веретенообразной клетки с каналом внутри, состоящей у одних р-ний из почти чистой целлюлозы (лён, рами, конопля), у др. - из лигницифированной целлюлозы (джут, кенаф, канатник, сизаль). На поперечных срезах элементарных волокон видна слоистость, образующаяся за счёт нарастания последующих слоев.

Длина и тонина элементарных волокон варьирует в больших пределах (табл. 1).

Элементарные волокна рами, кендыря, льна, имеющие достаточную длину, могут быть использованы в прядении в виде котонина (хлопкообразной массы). Затруднения при использовании Л. в. в виде элементарных волокон обусловливаются неоднородностью их по длине (табл. 2), что снижает прядильные свойства котонина по сравнению с хлопком.

Элементарные волокна плотно прилегают друг к другу и образуют прочные пучки (по 20 - 50 элементарных волокон) прочной конструкции (табл. 3). В продольном направлении элементарные волокна в пучке взаимно сдвинуты относительно друг друга, в связи с чем пучок не прерывается по всей длине стебля. Техническим волокном называются выделенные или расщепленные вдоль пучки.

Прочность пучка обусловлена силами трения между волокнами и зависит от поверхности их взаимного соприкосновения и наличия клеящих пектиновых веществ. В том случае, когда происходит одревеснение пектиновых веществ, склеивающих волокна, пучок отличается особой монолитностью. Для нек-рых р-ний типичным является одревеснение и самых волокон. Наблюдается зависимость между длиной элементарных волокон и степенью одревеснения как самых волокон, так и пектиновых веществ. У джута, кенафа, канатника, сизали и манильской пеньки, имеющих короткие элементарные волокна, наблюдается одревеснение и волокон и пектиновых веществ. Более длинные элементарные волокна, напр. у конопли, не дают реакции на одревеснение, склеивающие же их пектиновые вещества одревесневают по всей длине стебля. У кендыря и рами отсутствует одревеснение пектиновых веществ. У льна наблюдается одревеснение пектиновых веществ между отдельными волокнами (так наз. пояски одревеснения).

Степень одревеснения и длина элементарных волокон в значительной степени определяют и направление их использования в промышленности. Одревесневающие волокна более грубые, пучки их не поддаются расщеплению в процессе прядения и из них получается пряжа относительно низких номеров.

Волокна этого типа не теряют крепости в воде и меньше подвержены порче во влажном состоянии и поэтому более всего используются для производства канатных изделий. Кроме того, они более гигроскопичны и тара из них (джут, кенаф) для ряда продуктов (сахар и др.) является наилучшей. Волокно, не одревесневшее, в процессе прядения легко расщепляется на тонкие комплексы, состоящие из неск. элементарных волокон, и на элементарные волокна (мокрое прядение льна и рами), что даёт возможность получать из него тонкие изделия. Степень одревеснения Л. в. в значительной мере зависит также от его хим. состава, гл. обр. от содержания целлюлозы и инкрустирующих веществ (табл. 4).

О связи качества волокна с относительным содержанием целлюлозы можно судить из след. данных.

Л. в. используется в текстильной пром-сти преимущественно в виде технического волокна (длинного и короткого).

Выделение волокна из лубяных р-ний (первичная обработка) достигается в результате биологических и механических процессов. Сущность биологических процессов состоит в том, что под влиянием микроорганизмов разрушаются сопутствующие волокнам ткани коры и полностью нарушается связь между лубяной частью и древесиной. Это осуществляется путём применения мочки или стланья стеблей. Мочка м. б. холодноводная и тепловая. Под холодноводной мочкой подразумевается мочка без искусственного подогрева воды. Продолжительность такой мочки зависит от темп-ры воды и может колебаться для различных лубяных р-ний от 6 до 25 суток и более. Тепловая мочка протекает значительно быстрее - 2 - 3-е суток, но требует подогрева воды и поддержания темп-ры в течение всего процесса в пределах 30 - 35°. Техника мочки состоит в том, что стебли лубяных р-ний погружают в воду; чтобы стебли не всплывали, их прижимают слегами (чопорами) или накладывают непосредственно на стебли груз (применение для данной цели земли не рекомендуется, т. к. это приводит к загрязнению волокна и понижению его качества). Стланьё заключается в расстиле соломы льна тонким слоем. Под влиянием рос и выпадающих осадков стебли подвергаются воздействию грибков и бактерий, к-рые и разрушают пектиновые вещества. Лучшими угодьями для расстила являются задернелые участки и естественные луга.

Механические процессы состоят из операций по изламыванию древесины и по отделению её от лубяных волокон. Механическая обработка осуществляется или на спец. мяльных, трепальных и трясильных машинах или на простейших приспособлениях - щелевых мялках и трепалах (см. Льнообрабатывающие и коноплеобрабатывающие машины ). После промина на мялках полученный сырец отрёпывают на трепальных машинах, а короткое волокно (отрёпок) из-под трепальных машин отделяют от костры на трясильных машинах. Волокно из кенафа, канатника и джута выделяется из мокрой тресты. Стебли этих культур сразу после мочки (без сушки) обрабатывают на мяльно-трепальных машинах с одновременной (непосредственно в машине) промывкой волокна водой. Затем мокрое волокно высушивают.

Перспективными способами первичной обработки являются: 1) ускоренный способ получения тресты хим. путём, заключающимся в гидролизе пектиновых веществ стебля; гидролиз осуществляется пропариванием стебля в автоклавах под давлением; продолжительность процесса 1 - 2 часа; 2) выделение из стеблей (джута, кенафа и канатника) луба и последующая его мочка; 3) выделение луба из зелёных стеблей (джута, кенафа и канатника) непосредственно после его срезки в поле и последующая его мочка. Это даёт возможность быстро высушить луб и исключить порчу урожая в процессе его сушки.

Литература: Авиром С. и Потапов А ., Изучение элементарного волокна рами, "Труды Центрального научно-исследовательского института текстильной промышленности", вып. 3, М., 1930; Арно А ., Особенности лубообразования у кенафа, [Ростов н/Д.], 1929; Арно А. и Борщова Е ., Сравнительная технологическая оценка волокна кенафа, канатника и джута, "Труды института нового лубяного сырья", т. IX, вып. 1, М., 1934; Архангельский А ., Ученье о волокнах, 2 изд., М.-Л., 1938; Бриллиант В ., Прядильные растения, в кн. "Химико-технический справочник", ч. 4, вып. 9, Л., 1931; Ергольская З. и Ишков С ., О новых волокнистых растениях, "Труды по прикладной ботанике, генетике и селекции", т. XVIII, вып. 5, Л., 1928; Конопля. Составлено коллективом научных работников Всесоюзного научно-исследовательского института конопли. Под ред. П. Ф. Панченко [и др.], М., 1938; Крагельский И ., Физические свойства лубяного сырья, 2 изд., М.-Л., 1939; Льноводство (общ. ред. Н. Д. Матвеева), М., 1949; Макаров В ., Первичная обработка льна, М., 1950; Медведев П ., Новые культуры СССР (волокнистые), М.-Л., 1940; Основы организации и методы селекции, вып. 3 - Прядильные лубоволокнистые культуры (Приложение 74-е к "Трудам по прикладной ботанике, генетике и селекции"), Л.-М., 1935; Ритус И ., Северные прядильные культуры, М.-Л., 1933; Учение о волокнистых материалах. Текстильные волокна [Учебник]. Под ред. Г. И. Кукина, М.-Л., 1949; Хорст В ., Кенаф, [М.], 1932.

Источники:

1. Сельскохозяйственная энциклопедия. Т. 3 (Л - П)/ Ред. коллегия: П. П. Лобанов (глав ред) [и др.]. Издание третье, переработанное - М., Государственное издательство сельскохозяйственной литературы, 1953, с. 613

Лубяные волокна текстильные . Число видов растений, дающих эти волокна, очень велико (до 2000). Наибольшее пром. значение имеют лубяные волокна, перечисленные в табл. 1, залегающие в виде техн. волокон в стеблях растений. Стеблевые волокна делятся на: тонкие (мягкие) - лен, рами; грубые - пенька, джут и др. Первые прочны и гибки, пригодны для выработки тонкой пряжи, идущей на изготовление разнообразных бытовых и техн. тканей. Вторые отличаются жесткостью, хотя прочны, но мало гибки; они применяются для выработки техн. тканей и, в особенности, веревочно - канатных изделий. Листовые волокна - абака, сизаль и др. - еще более грубы; лубяные волокна этого третьего типа обычно называют жесткими . Они используются почти исключительно на канатные изделия. Стеблевые лубяные волокна залегают в стеблях растений среди других его тканей в виде концентрично расположенных сеток (одной или нескольких), состоящих из связанных между собой пучков прочно склеенных элементарных волокон. В первичной обработке сетка дробится; пучки отделяются и образуют техн. волокна, состоящие в сечении из многих (до нескольких десятков) элементарных волокон (рис. 3 - техн. волокно льна). Исключение составляет рами, у к-рого элементарные волокна залегают в стебле, не будучи склеенными. При получении лубяных волокон текстильных из хорошей соломы выделяется длинное техн. волокно, идущее на более ценные изделия, из плохой соломы и отходов первичной обработки получается короткое волокно, используемое для второстепенных изделий.

Лен - главнейшее лубяное волокно, получается из стеблей травянистого однолетнего растения того же наименования. На волокно культивируется лен-долгунец (рис. 4) с длинным (до 1 м) неветвящимся тонким (1-2 мм в диаметре) стеблем. Семена льна-долгунца используются для получения льняного масла (см.). С 1 га посева собирают в среднем 4 - 16 ц волокна льна-долгунца (20-25% от веса стеблей).

Рис. 3. Техническое волокно льна

Рис. 4. Лен - долгунец

В СССР выведено большое количество селекционных сортов (разновидностей) льна-долгунца из к-рых главнейшими являются: светоч, дающий в среднем сбор волокна порядка 5-6 ц/га, стахановец - до 8-9 ц/га, прядильщик - 6-7 ц/га и др.

СССР занимает первое в мире место по пр-ву льна. Советское льноводство, сильно пострадавшее в период войны и несколько отставшее в первые годы пятой пятилетки, на основе решений пленумов ЦК КПСС, проходивших в 1953 и 1954 гг., быстро механизируется и развивается. Лен в основном растение умеренного климата, хотя встречается и в южных странах. В СССР он высевается от западных границ до районов Западной Сибири.

В РСФСР большие посевы льна имеются в Калининской, Смоленской, Псковской, Кировской и других областях. Льноводство также развито в УССР, БССР и прибалтийских республиках. Кроме СССР, льноводческими странами являются Польская Народная Республика, Чехословацкая Республика, Германская Демократическая Республика, а также Франция, Бельгия, Голландия, Египет, Перу и др. В основных льноводческих районах СССР посев льна проводится в середине мая, в середине июля лен цветет, а в середине - второй половине августа производится его уборка. В это время в достаточной мере созревают семена и сравнительно мало успевает огрубеть волокно. Для сохранения стебля по длине и, следовательно, для получения более длинного техн. волокна лен из земли выдергивают, "теребят". В СССР в основном применяется машинная уборка с помощью льнотеребилок и льнокомбайнов, к-рые, кроме теребления, осуществляют обмолот льна. Для выделения волокон из стеблей, в к-рых они залегают среди других тканей, необходимо разрушить склеивающие их с последними пектиновые вещества; для этой цели применяются различные методы. Наиболее распространенный - биологический, осуществляемый с помощью мочки льняной соломы, при к-рой пектиновые вещества разрушаются бактериями и плесневыми грибами. Мочка льняной соломы осуществляется различными способами. Наиболее распространена росяная мочка, при к-рой стебли расстилают на полях, где на них длительно воздействуют влага (дожди, роса) и тепло. Невозможность регулировать процесс приводит при этом виде мочки к большим потерям волокна. Более совершенна водная мочка, особенно тепло-водная, к-рая проводится в специально оборудованных мочилах. В последнее время применяется также пропаривание и хим. обработка стеблей. Вымоченную солому - тресту после сушки подвергают механической обработке путем мятья и трепания. В этих процессах сначала дробятся, а затем отбиваются древесина - костра и другие части стебля. В результате переработки на мяльных и трепальных машинах получается трепаный лен в виде длинного техн. волокна, достигающего в среднем 0,5-0,7 м длины. Из отходов трепания и из плохой спутанной соломы переработкой на специальных кудельных агрегатах, состоящих из мяльных машин с трепальными барабанчиками и трясилок, служащих для удаления остатков костры, получается короткое техн. волокно со средней длиной 0,15-0,25 м.

Элементарное льняное волокно (рис. 5), из к-рого состоит техн. волокно, имеет веретенообразный вид, оба конца его заострены. Канал узкий, нитевидный; поперечное сечение - в виде пятиугольника неправильной формы. На волокне заметны поперечные штрихи - сдвиги, появляющиеся в результате механических повреждений волокна в процессе роста и первичной обработки.

Рис. 5. Элементарное льняное волокно: продольный вид, кончик волокна и поперечный срез

Основная оценка качества льняного техн. волокна осуществляется после чесания. В СССР в настоящее время она производится в большинстве случаев на основе результатов лаб. испытаний. При этом определяются прочность на растяжение пучка техн. волокон, гибкость этого пучка, т. е. прогиб его конца под действием собственного веса, содержание лигнина (вещества, придающего волокну жесткость и хрупкость), засоренность волокна остатками костры и шишками (комочками спутанных волокон). Основная масса волокна, за исключением наиболее тонкого, делится на семь сортов, называемых номерами. Номер трепаного льна, из которого получается данный чесаный, равен произведению номера чесаного на его выход, т. е. на отношение веса чесаного к весу трепаного льна. Волокно льна очень прочно, малорастяжимо, хорошо поглощает влагу, стойно к истиранию. Хим. свойства льняного волокна сходны с таковыми у хлопка, т. к. оно более чем на 80% состоит из целлюлозы.

В льнопрядильном пр-ве пряжа вырабатывается из длинного волокна и из короткого, к к-рому обычно добавляются очесы, получаемые при чесании длинного волокна, и отходы. Первую из этих пряж называют льняной , вторую - очесочной . При получении льняной пряжи применяются два способа прядения - сухой и мокрый. При сухом прядении техн. волокно дробится относительно мало, пряжа получается более пушистая, менее прочная. Поэтому таким способом обычно вырабатывается пряжа более низких номеров. В мокром прядении техн. волокно распадается на мелкие комплексы и даже отдельные элементарные волокна. Пряжа получается более гладкая, прочная. Этим способом вырабатывают более тонкую пряжу.

Из льняной пряжи мокрого прядения вырабатываются наиболее ценные изделия ассортимента льняной пром-сти: лучшее столовое белье - скатерти и салфетки (см.); лучшие виды полотенец (см.) и простынного полотна (см.); костюмно-плательные ткани - коломенок, рогожка (см.), полотна и др., а также лучшие пошивочные и обувные нитки (см.). Из льняной пряжи сухого прядения - некоторые виды парусин, холстов (см.), грубых полотен и др. Из очесочной пряжи мокрого прядения - суровые скатерти, простые полотенца (кухонные и др.), ряд полотен, подкладочных тканей, парусин, ткань для спецодежды двуниток (см.), лучшие мешочные ткани (см.). Из очесочной пряжи сухого прядения изготовляются паковочные и мешочные ткани, веревочные изделия.

Распознавание волокон льна может вестись путем рассмотрения их строения под микроскопом; наблюдаемая при этом картина соответствует для техн. волокна рис. 3, а для элементарного - рис. 5. Весьма характерной является форма поперечного среза элементарного волокна. Применение основных микрохимических методов дает результаты, в целом сходные с описанными для хлопкового волокна. Различия заключаются в том, что в медноаммиачном реактиве волокно льна, быстро набухая, заметно укорачивается, а канал принимает зигзагообразную форму, растворение идет более медленно; хлорцинкиодом волокна льна окрашиваются неравномерно и в темно-фиолетовый цвет.

Пенька получается из однолетнего высокого растения конопли ; имеется много форм этого растения. Наиболее известны европейская и восточноазиатская. К первой принадлежит и русская конопля, делящаяся на северную, среднерусскую и южную. Коноплеводство развито в СССР, в к-ром основными районами разведения конопли являются центральные черноземные области и Северный Кавказ; из других стран с развитым коноплеводством должны быть отмечены Италия, Югославия, Румыния, Венгрия, Болгария и др. Элементарные волокна пеньки (рис. 6, 1) прочно склеены в пучки - техн. волокна; сечение их имеет форму неправильного эллипса со сплющенным каналом. Техн. волокна имеют длину 0,7-1,0 м и более. Первичная обработка пеньки производится аналогично обработке льна.

Рис. 6. Лубяные стеблевые элементарные волокна (продольные виды, кончики и поперечные срезы): 1 - пенька, 2 - джут, 3 - кенаф. 4 - канатник

Мочка расстилом, ввиду грубости стебля конопли, не применяется. Мяльные и трепальные машины снабжаются более грубыми рабочими органами. Волокно пеньки грубо, очень прочно, мало растяжимо, хорошо поглощает влагу. Пеньку разделяют на ниточную - тонкую, идущую для изготовления пряжи, из к-рой вырабатывают техн. ткани, и канатную, толстую и грубую, применяемую для канатной пряжи. Основной областью применения пенькового волокна являются канатные изделия (см. Веревка, Канат). Лучшим способом распознавания волокон пеньки является рассмотрение их строения под микроскопом; весьма характерны концы ее элементарных волокон, часто имеющие расщепления.

Джут, кенаф и канатник - волокна, получаемые из стеблей однолетних высоких растений тех же наименований, достигающих 3 м и более. Волокна этих растений толстые, грубые; используются в виде техн. волокон, идут на мешочные ткани, веревочно - шпагатные изделия. Способность поглощать влагу у этих волокон сравнительно велика; это обеспечивает отнятие влаги у материалов, хранящихся в мешках из них (напр., у сахара). Наиболее ценным является волокно джута. Джут очень теплолюбивое растение; произрастает в основном в Индии и в Пакистане, в СССР - в Узбекистане. Кенаф в СССР распространен в Средней Азии, на Северном Кавказе. Волокно его приближается по своим свойствам к волокну джута. Волокно канатника, культивируемого в небольших количествах в Среднем Поволжье, является худшим из трех: оно более ломко; для улучшения его качества требуется специальная обработка - варка в слабощелочных растворах. Элементарные волокна джута, кенафа и канатника (рис. 6, 2, 3, 4) представляют собой одиночные растительные клетки с каналом, идущим вдоль оси, и с концами различных типов. Для джута весьма характерен то сужающийся, то расширяющийся канал. При первичной обработке грубостебельных лубяных растений часто применяют предварительную механическую обработку, за к-рой следует мочка и последующая механическая обработка.

Различные типы покровных тканей выполняют в некоторой мере и механические функции, защищая нежные ткани, расположенные ковнутри органа.

Но есть еще специальные клетки и слагаемые из них ткани, которые выполняют механические функции. Такие клетки и ткани называют механическими . Эти клетки и ткани усиливают противодействие всего растения или его органов, прежде всего излому или разрыву.

Механические клетки и ткани имеются во всех органах каждого растения, произрастающего в наземных условиях. В сильно растущих в длину частях растения, например в стеблях, элементы механических тканей также вытянуты, имеют прозенхимный характер . В органах со слабо выраженным ростом в длину механические клеточные элементы более или менее изодиаметричны - паренхимного характера . Такие элементы встречаются в плодах и листьях. Разумеется, абсолютно строгого разграничения между типами механических элементов не существует: нередко в стеблях имеются механические паренхимные клетки, а в листьях - вытянутые прозенхимные.

Все механические ткани по ряду признаков могут быть разделены на несколько групп, из которых каждая отличается определенными характерными чертами. Таких основных групп три: колленхима , лубяные и древесинные волокна и склереиды .

Колленхима встречается в стеблях, а также нередко в черешках и средних жилках листьев, реже в цветоножках и в плодоножках. Она находится в тех частях органов, где расположены сочные ткани, состоящие из живых клеток, и преимущественно свойственна двудольным растениям; у однодольных она встречается реже.

Колленхима служит для укрепления растущих органов. Она состоит из живых клеток, содержащих хлоропласты. Обычно колленхимные клетки длинные, иногда достигают значительной длины (2 мм), но среди них есть и вполне паренхимные клетки. Своеобразны утолщения оболочек колленхимных клеток. Наиболее часто наблюдается так называемое уголковое утолщение , когда полосы утолщений тянутся по углам клеток. Если утолщены тангентальные стенки клеток, то образуется пластинчатая колленхима . Характер утолщений колленхимы в значительной степени зависит от самого расположения клеток. Если клетки колленхимы расположены радиальными рядами, то утолщения возникают на тангентальных стенках. При беспорядочном расположении клеток утолщения концентрируются по углам.

Оболочки колленхимных клеток целлюлозные и на поперечных разрезах органов выделяются особым блеском. Особенность оболочек колленхимных клеток состоит в том, что в них содержится большое количество воды. Возможно, что это благоприятствует вытягиванию оболочки при росте органа.

Колленхима расположена почти всегда по периферии органа. Она дифференцируется раньше других механических тканей. Располагается колленхима или сплошным слоем в несколько рядов клеток вблизи периферии органа или собрана отдельными пучками, связанными с пучками проводящей системы. Если на стеблях есть ребра, то колленхима в виде компактных пучков тянется вдоль стебля по ребрам (например, зонтичные).

Колленхима принадлежит к числу простых тканей, т. е. клетки ее не смешиваются с клетками другого характера. Поэтому границы колленхимы обычно очерчены довольно резко. Однако иногда образуются переходные формы от колленхимных клеток к клеткам паренхимы.

Клетки колленхимы соприкасаются друг с другом тупо заканчивающимися концами и имеют простые поры. Клеточные полости их всегда широкие. Благодаря хлоропластам, колленхимные клетки, подобно соседним паренхимным клеткам коры, могут участвовать в фотосинтетической деятельности, но в значительно меньшей степени.

Лубяные волокна представляют собой вытянутые по оси органа длинные толстостенные клетки. Длина их у разных видов сильно колеблется. У конопли лубяные волокна имеют в среднем длину около 10 мм, у льна - около 40 мм, у крапивы - около 80 мм. Самые длинные волокна были найдены у субтропического прядильного растения рами - до 500 мм. У специальных текстильных сортов льна найдены лубяные волокна до 120 мм длины. У некоторых растений оболочки лубяных волокон остаются целлюлозными, но в большинстве случаев они более или менее рано одревесневают. Однако иногда одревеснение волокон происходит лишь у основания стебля.

К растениям с целлюлозными оболочками лубяных волокон принадлежат лен, рами. У конопли же, особенно у некоторых сортов ее, а также у крапивы оболочки лубяных волокон скоро одревесневают на всем протяжении стебля.

В молодом состоянии, во время роста, лубяные волокна содержат в своих полостях жизнедеятельный протопласт со многими ядрами. После окончательного формирования лубяного волокна протопласт обычно отмирает, остатки его лишь кое-где рассеяны в клеточной полости.

В живом протопласте лубяных волокон иногда обнаруживаются крахмальные зерна, но клеточная полость их обычно очень узка. Только у молодых волокон клеточная полость выражена отчетливо, у старых же, лишенных протопласта, полость почти совершенно исчезает. В толстых стенках иногда довольно хорошо заметна слоистость. Толщина оболочки даже у вполне сформировавшихся волокон не по всей длине одинакова: утолщенные участки перемежаются с утонченными, поэтому полость волокна местами суживается и расширяется.

У некоторых растений (виноградная лоза) полость лубяных волокон перегорожена тонкими перегородками. Такие анатомические элементы называются перегородчатыми лубяными волокнами .

Весьма характерно смыкание волокнистых клеток между собой.

Каждое волокно своими острыми концами вклинивается между другими волокнами. Такое взаимное соединение волокон, отличающееся от взаимного соединения паренхимных клеток, способствует наибольшей прочности ткани и происходит вследствие так называемого скользящего роста концов таких клеток.

На оболочках лубяных волокон имеются простые поры, расположенные по спирали. Последнее указывает на спиральную текстуру микрофибрилл во вторичной оболочке волокна. Спиральное расположение фибрилл придает волокну особую прочность. На спиральность текстуры указывает также то, что при механическом разрушении оболочки (сильное надавливание, приготовление срезов, поражение микроорганизмами) концы поврежденных оболочек иногда развертываются в виде вытянутой спирали.

Обычно лубяные волокна составляют простую ткань, т. е. к ним редко примешиваются другие анатомические элементы. Расположены лубяные волокна либо более или менее широким поясом, как в стеблях некоторых растений, либо собраны отдельными группами, образующими вместе с проводящими тканями сосудисто-волокнистые пучки.

Но есть и такие растения, у которых лубяные волокна не составляют отдельных пучков или компактных массивов, а перемешаны с паренхимными клетками. Такая паренхима называется лубяной .

При кажущейся простоте строения лубяные волокна по своей организации сильно варьируют даже у одного и того же растения. В нижней части стебля пучки лубяных волокон менее обособлены, чем в верхней части. Длина лубяных волокон в различных местах стебля одного и того же растения неодинакова: в нижней части расположены более короткие волокна, чем в средней и верхней частях стебля.

При произрастании растений одного и того же вида в различных климатических условиях создаются так называемые географические расы, своеобразные особенности которых отчасти передаются по наследству. У конопли, как и у других культурных растений, известно много географических рас. Расы конопли отличаются как количеством волокна (степенью волокнистости), так и качеством его. Анатомическое исследование обнаруживает значительную разницу и в строении лубяных волокон у географических рас конопли различного происхождения.

Лубяные волокна, подобные только что рассмотренным волокнам конопли, образуются перициклом - образовательной тканью, расположенной по периферии осевого органа, на границе с первичной корой. Лубяные волокна, возникшие в перицикле, называют первичными . Есть и вторичные лубяные волокна. Они возникают в результате деятельности другой образовательной ткани - камбия. В стеблях конопли, кроме первичных лубяных волокон, образуются и вторичные. То же наблюдается у кенафа, канатника, кендыря, рами - южных текстильных лубо-волокнистых растений. У льна и подсолнечника лубяные волокна только первичные.

Вторичные лубяные волокна травянистых растений обычно развиты значительно слабее первичных. У конопли, например, вторичные лубяные волокна, по сравнению с первичными, имеют более мелкий просвет и одревесневшие оболочки, оболочки же первичных лубяных волокон многих сортов конопли остаются неодревесневшими или одревесневают весьма слабо. Текстильное значение имеют только первичные волокна и не только у конопли, но и у других, произрастающих в умеренном климатическом поясе травянистых текстильных растений. Вторичные лубяные волокна у этих растений наиболее обильно образуются лишь в базальной части стебля. Чем выше вдоль по стеблю, тем меньше развивается вторичных лубяных волокон; примерно на половине длины стебля они уже не образуются.

У древесных растений, наоборот, наиболее обильно развиты вторичные лубяные волокна. Первичные лубяные волокна, если и образуются, то лишь на ранней стадии развития, когда еще функционирует перицикл. Вторичные лубяные волокна в отличие от первичных, по-видимому, у всех древесных растений имеют одревесневшие оболочки. Примером вторичных лубяных волокон могут служить волокна липы, составляющие прочную основу так называемого лыка. Вторичные лубяные волокна никогда не достигают такой длины, как первичные.

Прочность лубяных волокон, особенно первичных, общеизвестна. Недаром из них выделывают различные ткани, канаты и пр. Волокна некоторых растений не уступают по прочности стали, далеко оставляя ее за собой по эластичности. Разумеется, колебания в прочности среди лубяных волокон тоже значительны и зависят от многих условий (степени одревеснения оболочек, влажности и пр.).

Больше всего лубяных волокон развивается в стеблях, в корнях их значительно меньше, часто не бывает совсем. У некоторых растений, преимущественно у однодольных (юкки, драцены, некоторые пальмы и пр.), хорошо развитые лубяные волокна встречаются в листьях. Есть лубяные волокна и в плодах различных типов (бобах, коробочках и др.).

Волокна, находящиеся в древесной части стебля, называются либриформом . Если лубяные волокна представляют собой самые толстостенные элементы коры, то ткань либриформа состоит из самых толстостенных анатомических элементов древесины. В основе своего строения либриформ сходен с лубяными волокнами и назначение его, по-видимому, такое же. Волокна либриформа значительно короче лубяных волокон (не больше 2 мм). Оболочки клеток либриформа всегда одревесневшие, снабжены простыми порами со щелевидными очертаниями. Так же, как и у лубяных волокон, имеющих простые поры, поры либриформа расположены по спирали. У некоторых растений (виноград) полость волокон либриформа, подобно полости лубяных волокон, перегорожена тонкими перегородками, не разделяющими, однако, окончательно самой клетки. Такие волокна либриформа, так же как и лубяные, называют перегородчатыми .

По своей структуре и внешнему виду клетки либриформа иногда представляют собой переход к другим типам тканей. Они могут быть очень короткими, приближаясь по форме к паренхиме. Оболочки таких клеток имеют простые поры, их протопласт долго остается живым, в них периодически накопляется крахмал. Но есть клетки либриформа, приближающиеся к водопроводящим элементам - трахеидам и сосудам. Оболочки таких клеток имеют окаймленные поры, протопласт в них скоро разрушается. Вообще тип либриформа не столь отчетлив, как тип лубяных волокон.

Либриформ также весьма распространен среди высших растений, как и лубяные волокна (твердый луб). У лиственных деревьев либриформ иногда занимает значительную часть древесины, в особенности в тех массивах ее, которые образовались во вторую половину вегетационного периода.

На примере либриформа особенно отчетливо выявляется общераспространенный принцип, обнаруживаемый при рассмотрении почти каждого анатомического элемента в растении, - принцип разнообразия функций, выполняемых той или другой клеткой или тканью. Либриформ наряду с основной функцией выполняет еще функции хранилища запасов и проведения воды. В соответствии с этим внешний вид и самая структура клеток либриформа не вполне устойчивы: в ряде случаев есть немало переходных форм, имеющих черты, характерные уже для других анатомических элементов.

Склереиды представляют собой клетки самой разнообразной формы, толстостенные, одревесневшие, не слишком большой длины или чаще паренхимные. Они встречаются в различных органах растений: плодах, листьях, стеблях. Наиболее типичным образцом склереид могут служить каменистые клетки, представляющие собой пример опорных элементов. В плодах груши и айвы каменистые клетки выполняют роль опоры для сочной мякоти зрелого плода. Каменистые клетки обычно паренхимные. Более вытянутые элементы встречаются в плодоножках. Твердые оболочки различных орехов, пергаментный слой в бобах также состоят из склереид. Нередко группы таких клеток способствуют раскрыванию плодов, разрыву более тонких стенок.

Иногда вытянутые склереиды ветвятся. Ветвистые склереиды чаще всего размещены одиночно и относительно велики. Неветвистые склереиды собраны группами, образуя подобие простой ткани. Нечто сходное происходит и с либриформом. Чаще всего клетки либриформа собраны группами, но нередко маленькие группы клеток либриформа или даже отдельные клетки перемежаются с клетками другого характера.

Такие ткани, состоящие из разнообразных анатомических элементов, можно назвать смешанными.

Механические ткани в каждом органе сконцентрированы таким образом, что обусловливают прочность на разрыв или изгиб в определенном направлении. В стебле, подвергающемся преимущественно изгибу, механические ткани расположены по периферии, что особенно ясно выражено у травянистых растений.

В корнях, подвергающихся преимущественно растяжению, наоборот, периферическая зона (кора) почти лишена механических элементов, и они расположены ближе к центру оси корня.

На основе анализа закономерностей в распределении механических тканей в растениях некоторые исследователи разработали ряд схем конструкций органов растений с использованием строительно-механических принципов. Следует, однако, признать, что строительно-механический принцип объясняет лишь одну сторону функционирования системы механических тканей.

Дело в том, что механические анатомические элементы редко выполняют только механические функции. Только с этих позиций трудно объяснить, например, значение незначительного по толщине кольца лубяных волокон в древесном стволе с его солидной древесиной и притом нередко весьма прочной.

Структура и функции каждого органа сложны и разнообразны, в силу чего с помощью чисто механических схем нельзя выяснить закономерности в организации структуры растений, тем более что между различными анатомическими элементами существует ряд промежуточных форм. Структура пластична. В живом организме структура - процесс.