Ksylem roślin nagozalążkowych zawiera zarówno cewki jak i naczynia. Naczynia charakterystyczne dla roślin okrytonasiennych z ich dużymi średnicami i otwartymi ścianami stanowią mniejszy opór dla przemieszczającej się wody niż cewki. W obrębie przyrostu rocznego (1 słoja) występują różnice między drewnem wczesnym (wiosennym) odpowiedzialnym m.in. za transport wody a drewnem późnym (letnim) spełniającym przede wszystkim funkcje wzmacniające. W przypadku gatunków o pierścieniowonaczyniowym typie budowy ksylemu przewodzące wodę naczynia o dużej średnicy znajdują się wyłącznie w drewnie wczesnym. Drzewa o takim typie budowy charakteryzują się zdecydowanie większą długością naczyń, a do transportu wody wykorzystują tylko naczynia aktualnego przyrostu. Transport w naczyniach starszych przyrostów jest blokowany przez gazy, zatyczki tylozowe lub gumy. Dla gatunków o pierścieniowo naczyniowym typie budowy ksylemu takich jak dęby, jesiony, czeremchy, morwy, robinie, wiązy ten bardzo wąski fragment drewna tuż poniżej kory jest odpowiedzialny za 99% transportu wody i substancji w niej rozpuszczonych.

W przypadku gatunków o rozpierzchłonaczyniowym typie budowy ksylemu czyli brzóz, olch, topoli czy grabów nie ma wyraźnej różnicy pomiędzy drewnem wczesnym i późnym a do przewodzenia wodę wykorzystywane są naczynia kilku przyrostów mniej więcej do trzeciego czwartego pierścienia przyrostu rocznego bielu.



Głębokość i liczba iniekcji - ważne czynniki efektywności zabiegów

W drzewach z układem nieporowatym albo rozpierzchło naczyniowym substancje można „wstrzykiwać” nieco głębiej do trzeciego i czwartego pierścienia przyrostu rocznego gdzie prawdopodobnie zostaną pociągnięte strumieniem transpiracyjnym aż do korony drzewa. Natomiast dla drzew z układem pierścieniowonaczyniowym wstrzykiwane substancje muszą być wprowadzone bardzo płytko, właściwie zaraz poniżej kory, do aktualnego pierścienia przyrostu rocznego. W przypadku iniekcji do starszych pierścieni istnieje duże prawdopodobieństwo słabego transportu aplikowanych substancji.



Rys.1. Typy budowy anatomicznej ksylemu roślin drzewiastych



Pionowy ruch wody

Ruch wody w ksylemie nie zawsze odbywa się w sposób prosty, pionowy charakterystyczny dla wielu gatunków drzew o pierścieniowonaczyniowym systemie budowy ksylemu. Nie zawsze więc woda przewodzona naczyniami od korzeni z jednej strony drzewa dostaje się do gałęzi po tej samej stronie i można nawet zaryzykować stwierdzenie, że taki system transportu w przyrodzie jest raczej wyjątkiem niż regułą. U wielu drzew można stwierdzić skrętność pierścieni w wyniku czego transport wody odbywa się po obwodzie pnia spiralnie w lewo bądź  w prawo w zależności od rodzaju drzewa. Obecnie wyróżnia się co najmniej 5 różnych form transportu wody w drzewach.


Zróżnicowanie sposobów pionowej dystrybucji wody i substancji w niej rozpuszczonych komplikuje efektywność transportu preparatów wprowadzanych droga iniekcji. Znajomość anatomii ksylemu i rozmieszczenia spiralnych pierścieni w drzewach może mieć w przypadku tej metody duży wpływ na ilość wykonywanych nawierceń a także ich głębokość. Dla przykładu liczba otworów wymagana przy iniekcji substancji do pni takich drzew jak wiązy może być mniejsza z uwagi na występujące u tego gatunku skręcone pierścienie. Przeciwnie wprowadzenie efektywnej dawki substancji do pni klonów o prostych pierścieniach wymaga wykonania większej liczby iniekcji.


Trudno szczegółowo opisać wszystkie skomplikowane zależności pomiędzy budową anatomiczna a transportem wody i substancji w niej rozpuszczonych. Warto jednak chociażby wspomnieć, że na transport wody w obrębie drzewa istotny wpływ może mieć jeszcze kilka innych mniej oczywistych ale nie mniej istotnych czynników jak: obecność tzw. „fałszywych” słoi wywołanych warunkami stresowymi (susza, obniżenie temperatury, pożar czy powódź) lub chociażby różnicą w budowie pomiędzy tzw. drewnem młodocianym tworzonym w koronie na młodych gałęziach, w bliskim sąsiedztwie liści a drewnem dorosłym kształtującym się w oddaleniu od aparatu asymilacyjnego.




Rys.1. Podział dzew  (według rodzaju) z uwagi na budowę anatomiczną ksylemu 



Wpływ warunków środowiskowych

Ponieważ ruch wody jest uzależniony od transpiracji na prędkość przepływu wody, poza budową anatomiczna drzew wpływają takie czynniki środowiska jak: wilgotność gleby, temperatura powietrza, wilgotność względna oraz prędkość wiatru. Podczas gorących dni  z niska wilgotnością względną prędkość przemieszczania się wprowadzanych substancji powinna być względnie wysoka z uwagi na wysokie parowanie. Kiedy tylko będzie chłodno, bądź kiedy podczas iniekcji wystąpi wysoka wilgotność względna prędkość przepływu substancji z pewnością będzie wolniejsza. Transpiracja i pogoda są tak ściśle ze sobą powiązane, że nawet pojedyncze chmury, które chwilowo zakrywają słońce mogą wyraźnie ograniczyć tempo transportu aplikowanych związków. Podczas badań, zaobserwowano również, że przepływ wody bywa niekiedy różny w różnych miejscach tego samego pnia. W częściach położonych poniżej dobrze oświetlonych części korony jest on dużo większy niż w miejscach zacienionych. Ponieważ wilgotność gleby jest jednym z podstawowych czynników wpływających na transpirację  jest zrozumiałe, że tempo transpiracji oraz transport i dystrybucja będzie wolniejsza podczas okresów suszy.

Metoda iniekcji wymyka się ściśle ustalonemu podziałowi na środki o działaniu powierzchniowym, wgłębnym i systemicznym. W tej sytuacji nawet te substancje , które nie mogą aktywne przenikać przez warstwy ochronne na powierzchni rośliny, i które nie są transportowane poprzez floem mogą włączać się w obieg i działać w miejscu znacznie oddalonym od miejsca ich zastosowania. Co prawda szybkość ich transportu jest z reguły mniejsza ale akurat ta właściwość może niejednokrotnie okazać się zaletą. Bardzo mobilne preparaty, silnie włączane w prąd transpiracyjny, potrafią niekiedy pomijać dolne partie korony drzew. W przypadku zwalczania chociażby szrotówka kasztanowcowiaczka jest to zjawisko bardzo niekorzystne ponieważ pierwsze pokolenie tego gatunku atakuje właśnie dolną część korony. Omijanie tej partii drzewa przez insektycydy częściowo zmniejsza skuteczność zabiegu. Dlatego w celu zwiększenia efektywności stosowanych zabiegów prowadzi się intensywne badania nad wykorzystaniem mieszanek substancji szybko transportowanych i charakteryzujących się długim okresem aktywności oraz substancji wolno transportowanych o krótkiej aktywności owadobójczej.



Wady metody iniekcji

Zastosowanie metod iniekcji poza niezaprzeczalnymi korzyściami ma również i swoje dość poważne wady. Iniekcje niszczą komórki ksylemu, przerywają ciągłość słupa wody w naczyniach, wprowadzają powietrze do komórek oraz inicjują procesy leczenia ran. W rezultacie tego, szczególnie przy stosowaniu pierwszych, „prymitywniejszych”, mało dopracowanych metod wymagających odwiertów o dużych średnicach środki chemiczne dostają się do strumienia transpiracyjnego wolno i są słabo transportowane. Wprowadzenie powietrza do naczyń lub cewek prowadzi w rezultacie do zróżnicowania gradientu ciśnienia co utrudnia ruch wody i rozpuszczonych w niej substancji. Również w następstwie zranień mogą być produkowane żywice i gumy, które blokują przewodzenie substancji. Niekiedy mogą się tworzyć zatyczki tylozowe. Wszystkie te czynniki hamują właczanie się substancji w obieg co powoduje ich adsorbcję przez ściany komórkowe naczyń bądź wtłaczanie preparatów w przestrzenie międzykomórkowe. Różne gatunki w różny sposób odpowiadają na iniekcje ponieważ zdolność drzew do tworzenia zatyczek tylozowych, produkcji gum i żywic i wreszcie tworzenia barier ochronnych jest wśród poszczególnych gatunków również dość silnie zróżnicowana.

W rozumieniu nowego podejścia do chirurgii drzew rozwijanej intensywnie w wielu krajach europejskich, a przede wszystkim w USA celowe wykonywanie ran niezbędnych do aplikacji środków chemicznych stanowi kość niezgody dla wielu wybitnych ośrodków naukowych. Według najnowszych przeprowadzonych badań, każda rana to blokowanie transportu podłużnego i poprzecznego w drewnie oraz w łyku. Ponadto w drewnie otaczającym ranę następuje obumieranie komórek miękiszowych i zmniejsza się pojemność magazynowania materiałów zapasowych. Należy również pamiętać, że metoda iniekcji jest stosowana najczęściej w przypadku starszych okazów drzew zlokalizowanych z reguły w trudnym dla roślin środowisku zurbanizowanym. Dla drzew które i tak muszą borykać się z różnymi przeciwnościami, i które dużą część swoich zapasów energetycznych poświęcają na obronę przed czynnikami zarówno biotycznymi (choroby i szkodniki) jak i abiotycznymi dodatkowy wydatek energetyczny poświęcony na zainicjowanie procesów prowadzących do ograniczania negatywnych skutków wielokrotnych zranień może być „ponad ich siły”. Dlatego zawsze przed dokonaniem wyboru metody leczenia powinno przyjąć się zasadę znaną z medycyny czyli „przede wszystkim nie szkodzić”. W praktyce oznacza to, że przed podjęciem ostatecznej decyzji co do zastosowania metody iniekcji należy rozważyć wiele czynników jak: stopień szkodliwości choroby lub szkodnika, kondycja drzewa, stopień odporności na zranienia, wiek drzewa czy wreszcie środowisko, w którym żyje. Obecnie znamy już wiele metod iniekcji intensywnie rozwijanych zarówno w kierunku zwiększenia efektywności jak i zminimalizowania negatywnych skutków ich oddziaływania na drzewa.


Opracowano na podstawie:

  1. William R. Chaney. Water and Chemical Movement Beneath the Bark. http://www.agriculture.purdue.edu/fnr/html/faculty/Chaney/BeneathBark.html
  2. Chaney W.R. 1985. Anatomy and physiology releated to chemical movement in Trees, Presented at the annual conference of the International Society of Arboriculture in Milwaukee in August 1985. Artykuł obecnie niedostępny w internecie. Tekst u autora tego opracowania.
  3. Czaplewska J., Kulikowska-Gulewska H. 1999. Wstęp do anatomii i morfologii roślin naczyniowych. Wydawnictwo Uniwersytetu Mikołaja Kopernika. Toruń. ISNB 83-231-1120-0
  4. Hejnowicz Z. 2002. Anatomia i histogeneza roślin naczyniowych. Organy wegetatywne. PWN Warszawa. ISBN 83-01-13825-4
  5. Siewniak M. Pielęgnowanie drzew ozdobnych. Międzynarodowe Towarzystwo Uprawy i Ochrony Drzew. Skład komputerowy i druk: ZPP „Klucz-Druk”, 46-200 Kluczbork, ul. Zamkowa 8
Odsłon artykułów:
1248849

Oświadczam, że wszędzie tam gdzie nie istnieje stosowna adnotacja wszystkie pozostałe teksty i ilustracje są mojego autorstwa.
Wszelkie powielanie i kopiowanie może odbywać się wyłącznie za moją zgodą.
Janusz Mazurek