침엽수와 활엽수 목재 조직에는 어떤 차이가 있나요?

목재 100문 100답 2 - 한국임업진흥원 시험평가팀

침엽수(conifer, soft wood)는 식물학적으로 나자식물강 구과목(coniferales)에 속하는 식물을 말한다. 침엽수는 활엽수에 비해 진화정도가 느리며 구성세포의 종류와 형태도 훨씬 단순하다. 구성세포에는 수분통로와 지지역할을 하는 가도관이 90~98% 정도를 차지하고 있다.
목재의 세포는 축방향으로 배열하는 것과 방사방향으로 배열하는 것이 있다. 침엽수를 구성하고 있는 세포의 종류에는 축방향 요소로 가도관(축방향가도관, 스트랜드가도관), 유세포(축방향유세포, 에피데리얼세포(수직 수지구)), 이형세포가 있으며 방사방향 요소로 방사 가도관, 방사 유세포, 에피데리얼 세포(수평 수지구))가 있다.

침엽수와 활엽수의 가장 큰 차이는 침엽수는 도관(vessel)의 분포유무다. 도관이 없는 침엽수를 무공재(non-pored wood)라고 하는 반면 활엽수는 도관이 있는 유공재(pored wood)라고 부르기도 한다.

침엽수 목재의 횡단면상에서 관찰되는 비교적 큰 구멍은 수지구이다. 수직 수지구는 횡단면에서, 수평 수지구는 접선단면에서 관찰할 수 있으며 나무진(송진)을 분비하는 조직인 에피데리얼 세포로 둘러싸여 있다.

수지구의 유무는 침엽수를 육안 및 현미경으로 식별할 때 중요한 요소이다. 수지구가 분포하는 수종은 소나무속, 잎갈나무속, 가문비나무속, 미송속이며 이 수종 외에 상해 등으로 인해 우발적으로 발생하는 상해수지구가 존재하는 수종은 전나무속, 솔송나무속, 개잎갈나무속, 삼나무속이 있다.

또, 침엽수에서 주의 깊게 관찰해야 할 세포는 축방향유세포이다. 축방향유세포는 양분의 저장이나 이동을 담당하는 세포로서 분포비율은 매우 적지만 분포형태나 유무가 수종식별에 중요한 요소로, 횡단면상에서 관찰할 때 주위의 가도관보다 박벽이고 농색물질(수지)을 함유하고 있는 세포를 말한다.

축방향유세포가 많이 분포하는 수종은 개비자나무속, 삼나무속, 편백속, 측백나무속, 나한백속, 노간주나무속 등이며 잎갈나무속, 솔송나무속, 전나무속, 가문비나무속, 미송속 등은 드물게 연륜경계에 분포한다.

침엽수의 방사단면에서 축방향가도관과 방사유세포가 교차하는 부분을 분야라 하며 여기에 나타나는 벽공을 분야벽공이라 한다. 분야벽공의 형태는 속에 따라 다르며 일반적으로 분야벽공의 형태는 창상형, 소나무형, 편백형, 가문비나무형, 삼나무형으로 분류할 수 있다.

이상으로 침엽수 목재의 기본적인 조직들을 살펴보았다. 이외에도 가도관에 분포하는 나선비후의 특성, 유연벽공의 분포특성 등을 정밀하게 관찰하고 분석함으로써 수종을 분석할 수 있다.

활엽수(hard wood)는 피자식물 중 쌍자엽류에 속하는 목본식물이다. 침엽수와 비교하여 구성세포의 종류가 많으며 세포에 의해 이루어진 조직도 매우 다양하다. 활엽수를 구성하는 세포는 도관, 목섬유, 방사유세포가 공통 기본조직이며 축방향유세포, 수지구 등이 수종에 따라 존재한다.

수분 통도 역할을 하는 도관이 20~30%, 지지역할을 하는 목섬유가 50~70%, 축방향유세포와 방사유세포가 4~50%의 구성 비율을 가진다. 활엽수에서도 한정된 수종에서만 가도관을 관찰할 수 있다. 침엽수와 달리 수분 통도 및 기계적 지지를 도관과 목섬유가 분담하므로 가도관이 활엽수에서는 중요한 세포가 아니다. 활엽수에서 목섬유는 세포벽이 두껍고 가늘고 긴 세포로 기계적 지지역할을 담당한다. 이는 도관과 함께 활엽수의 성질을 좌우하는 주요한 구성 세포이다.

활엽수는 연륜 내에 도관 크기의 변화, 도관의 분포형태 및 배열에 따라 환공재, 산공재, 반환공재, 방사공재, 문양공재로 구분되며 이는 활엽수를 식별하는 중요한 요소이다. 또, 축방향유세포는 활엽수의 거의 모든 수종에 분포하며 침엽수에 비해 구성비율과 배율이 매우 다양하다.

특히 횡단면상에서 관찰할 수 있는 축방향유세포의 배열은 수종식별에 중요한 역할을 한다.

활엽수의 방사단면 및 접선단면에서 관찰해야 할 방사조직은 구성하는 세포 형태에 따라 이성형과 동성형으로 구분된다. 다양한 형태로 나타나는 방사조직은 수종마다 독특하기 때문에 수종을 구분하는데 중요한 인자로 활용된다.

이 외에도 유세포 중 조직 내 결정성 물질의 분포 유무, 조직의 층계상 배열, 목섬유의 벽두께도 중요한 관찰 대상이 된다.

목재의 현미경 관찰

침엽수의 3단면

<횡단면 50배 | 방사단면 100배 | 접선단면 100배>