생장응력으로 인한 결점

수간의 수(pith)로부터 수피 쪽을 향해 발생하게 되는 방사방향의 할렬이 심렬(heart shake)인데 방사조직을 따라 여러 개의 심렬이 존재하는 경우 성렬(star shake) 그리고 단 한 개의 심렬이 존재하는 경우 단일심렬(simple heart shake)이라고 부른다. 이러한 심렬은 특히 큰 방사조직을 지니는 너도밤나무, 참나무속 등에서 발생하기가 쉽다. 한편, 연륜계를 따라 발생하게 되는 접선방향의 할렬이 윤렬(ring shake)인데 부분적으로 짧게 발생되어 있는 것을 완렬(cup shake) 그리고 동심원상으로 길게 발생되어 있는 것을 환렬(round shake)이라고 부른다. 이러한 윤렬은 춘재로부터 추재로의 이행이 급하거나 연륜폭이 불균일하거나 또는 상해조직이나 수식재가 존재하는 수목에 있어 생장응력, 강풍, 동결 등에 의한 힘이 작용함으로써 발생하게 되는 것으로 알려져 있는데 특히 천연림 중의 들메나무(Fraxinus mandshurica), 사할린전나무(Abies sachalinensis), 상수리나무 등에서 발생하기가 쉽다(그림 1의 C~D).

한겨울 수분이 동결됨에 따라 수간의 바깥쪽으로부터 안쪽을 향해 발생하게 되는 축방향과 방사방향의 할렬을 상렬(frost crack)이라고 부르는데 추운 기후에서 자라는 수목에서 흔히 관찰되고 있다. 상렬은 봄이 되면 치유조직에 의해 아물게 되지만 이 새로운 조직은 약하기 때문에 겨울철이 되면 다시 파괴됨으로써 이러한 상렬과 치유가 매년 반복되어 수간의 표면에 축방향의 돌기부인 상종(frost rib)을 남기게 된다.
상렬은 강한 뿌리를 지니면서 수관이 잘 발달되어 있는 노령목, 특히 수식재가 존재하는 수목에서 발생하기 쉬운데 활엽수 중에서는 느릅나무, 들메나무, 상수리나무 등에 그리고 침엽수 중에서는 사할린전나무에 많이 발생하지만 가문비나무와 일본잎갈나무에서는 거의 발생하지 않는 것으로 알려져 있다(그림 1의 B).

바람이나 눈 등에 의해 수목이 휘어질 때 압축응력을 받는 수간 바깥쪽 부분에서 압축파괴(compression failure)가 일어나게 되는데 이 부분은 치유조직에 의해 피복되어 점차 정상조직 내에 파묻히게 되는 경우가 많다. 조직적으로는 세포벽에 미세한 파괴에 의한 융기부를 남기게 되는데 정상재보다는 강도적 성질이 약한 특징을 지니게 된다. 형성층이 압축파괴에 의해 손상되면 비대생장에 따라 파괴선의 바깥쪽으로 치유조직이 형성되기 때문에 수간의 바깥 표면에서는 완만한 凸부의 흔적이 남게 된다. 압축파괴는 가볍고 연한 침엽수에서 발생하기 쉬운데 가문비나무, 사할린전나무, 삼나무 등에서 많이 관찰되고 있다(그림 1의 E).

생장응력과 바람 등의 외력이 복합적으로 작용하게 됨으로써 수간 중앙부에 압축파괴가 현저하게 발생되어 있는 것을 취심재(brittle heart)라고 일컫는다. 취심재는 주위의 정상재에 비해 재색이 옅고 광택이 없으며 미세한 파괴에 의한 융기부가 세포벽에 생기게 되는데 정상재보다 강도적 성질이 약한 특징을 지니게 된다. 나왕류나 메런티류 등과 같은 열대산 활엽수인 이우시과 수종에서 많이 관찰되고 있다(그림 1의 F).

비중이 극단적으로 낮은 침엽수재나 연륜폭이 매우 좁은 활엽수 환공재, 압축파괴가 발생되어 있는 목재나 취심재 등처럼 강도적 성질이 매우 낮은 약한 목재를 통틀어 취약재(brash wood)라고 부르고 있다. 정상재와는 달리 취약재는 목리에 대해 직각으로 하중을 가할 시 갑자기 목재가 파괴되는 특수한 현상으로 비교적 평탄한 파단면을 드러내는 경향이 있는데 얇은 세포벽, 미성숙이나 부후 등에 의한 낮은 목재 비중, 화학 성분의 열화, 압축파괴나 취심재 등이 원인인 것으로 알려져 있다(그림 1의 G~H).

<다음호에 계속됩니다.>
국민대학교 임산생명공학과 엄영근 교수