פאולוניה

פאולוניה (שם מדעי: Paulownia) הוא סוג של עץ שמוצאו בסין. הסוג פאולוניה שייך למשפחה Paulowniaceae הקרובה למשפחת הלועניתיים (ויש הכוללים אותה בתוכה). הפאולוניה נפוצה באסיה המרכזית. הצמח הפך לתרבותי בחלקים של העולם בעלי אקלים מתון וסוב-טרופי.

פאולוניה
מיון מדעי
ממלכה:	צומח
מערכה:	בעלי פרחים
מחלקה:	דו-פסיגיים
סדרה:	צינוראים
משפחה:	Paulowniaceae
סוג:	פאולוניה
מינים
Paulownia elongata P. Fortunae P. Kawakamii P. Tomentosa P. Albiphioca P. Australis P. Catalpifolia P. Fargeii P. Taiwaniana
שם מדעי
Paulownia ‏סיבולד & Zuccarini, 1835

אנטומיה

המידע האנטומי משתנה ממין למין, אך המידע המובא כאן מתייחס ל-Paulownia tomentosa, אלא אם כן צוין אחרת.

מערכת צינורות העברה

מערכות אלו הן אלמנטים טראכיארים בעלי לוחיות מחוררות, מסודרים קצה לקצה ויוצרים מבנה מורכב ארוך מאוד. מערכות אלו מופיעות בעצים "בעלי עצה קשה" (hardwood- הכוונה לעץ שבא מעץ דו-פסיגי ולא בהכרח מעץ קשה) בלבד ומעבירות מים ומינרלים מומסים מהשורשים לעלים. נוזלים ומינרלים אלו מספקים את החומרים הבסיסיים לתאים הפוטוסיננתיים לאגור חומרי הזנה ומים.

מערכות העורקים בעצה הראשונית גדולות בהרבה מאילו שבעצה המשנית בטבעת הגדילה הקודמת ובנוכחית, ויוצרות אזור או טבעת מוגדרת היטב, מה שנראה כקטיעה פתאומית ומעבר לעמה המשנית באותה טבעת גדילה, ובדרך כלל יש שינוי הדרגתי למערכות עורקים צרות יותר ככל שמתקדמים לכיוון העצה המשנית של אותה טבעת גדילה. הכותל החיצוני של מערכות העורקים, היכן מעטפת התא המשני לא הושקעה, ומעטפת התא הראשוני עוכלה – הלוחיות המחוררות – מכילות עורקים בעלי חירור פשוט, לא מסודרים בשום סדר מסוים, בדרך כלל בכפולות של שורות רדיאליות – 2-3 עורקים. קוטר ממוצע של עורק בעצה הראשונית – nm200-300.

הקוטר הלומינה של העורק – גדול עד גדול מאוד.

טיולאים נוכחים בעורקים ובעלי דופן דקה (טיולאים מתפתחים מתאי פרניכמה שצמודים למערכות העורקים, ומתפתחים לתוך העורק עצמו. הטיולאים נוצרים במהלך התפתחות נורמלית של ליבת העץ, או אחרי פציעה. הטיולאים מורידים את רמת החדירות של העץ).

טרכיאידים וסיבים

הסיבים בעלי דפנות דקות מאוד. אורכי הסיבים בין 0.8 ל-1.7 מ"מ, כאשר הממוצע הוא 1.2, גמצי הסיבים מוגבלים בעיקר לדפנות הרדיאליות.

זווית המיקרופיבראלה

הדפנות של תאי עץ מורכבות מדופן ראשונית ודופן משנית. הדופן המשנית מורכבת משלוש שכבות – s2, s1 ו-s3. הדפנות בנויות משלושה חומרים עיקריים – צלולוז, המיצלולוז, וליגנין. הצלולוז מסודר במאוזן בקירות התא בצורת סידור של מיקרופיברילים. מיקרופיברילים הם יחידות המבנה של דפנות תאי צמח. מידת ה-MFA של ה-Paulownia elongata היא 16.67.

פרניכמה

(אחוז התפוסה של הפאניכמה בעיבוי הקירות של התא – 26% בPaulownia elongata-). תאי הפרניכמה הם תאים בעלי דופן דקה בצורה יחסית עם ווקאולות גדולות במיוחד כמחסנים של חומרי הזנה. דפוסים של סדר שלד הפרניכמה כמו שנראים בחתך רוחב של העץ שימושיים במיוחד לזיהוי עץ על ידי החומר. מספר ממוצע של תאים לכל רצועת שלד פרניכמאלי עומד על בין 2 ל-5. בפאולוניה, השלד הפרניכמאלי מתחבר למערכות העורקים.

מערכות קרניים

תאים מתארכים בצורה רדיאלית, מתפתחים מתחילות הקרניים. הקרניים הן בעלות חריצים מרובים – 2 עד 5 תאים רווח ל-3–6 מ"מ.

תכונות העץ

משקל סגולי: 0.21-0.27. ההבדל במשקל הסגולי בין עצים שונים תלוי בפרופורציות של מרכיבי הדפנות בעץ וברווחים ביניהם. המשקל הסגולי של רוב העצים המסחריים בתעשיית העץ נע בין 0.35 ל-0.65. בהשוואה לעצים מהירי גדילה אחרים, לפאולוניה יש משקל סגולי נמוך. זה מכיוון שתאי עץ הפאולוניה, כמו שנאמר לפני, הם בעלי דפנות דקים וחללים תוך דפנותיים גדולים. מאותה סיבה בדיוק, עץ הפאולוניה היא עץ בקטגוריית העצים קלי המשקל.

לפאולוניה יש את אחד היחסים הגדולים ביותר בין משקל לחוזק ביחס לכל העצים. מדד ה-MOR (Strength modus of rupture) של עץ הפאולוניה הוא 40, והוא מדד כללי לתכונה זו.

צפיפות: צפיפות קטנה לעץ לתעשיית העץ. 310 kg/m3.

תכונות הקשורות ל-MFA – הזווית של המיקרופיברילה

ה-MFA של שכבת הs2 בדופן הטראכיאדית של התא ידועה כאחד המדדים שקובעים את התכונות המכניות של העץ, כולל המדד לאלסטיות (MOE) והתכווצות לאורך ולרוחב של העץ. ה-MFA של עץ הפאולוניה הוא 16.67, שבאופן יחסי נחשב קטן (השערה שלנו – יכול להיות מה שמשפיע על האלסטיות הטובה של העץ ועל ההתכווצות הנמוכה שלו על אף הדפנות הדקים והצפיפות הנמוכה).

הקשיות של העץ, מקורה בכמות וביחס ובפיזור הצלולוז בדפנות התא. לזווית של המיקרופיברילה יש השפעה חזקה על הקשיחות של העץ. הקשיחות תלויה באלסטיות. מדד האלסטיות של הפאולוניה הוא בין 3 ל-6 GPA.

התכווצות העץ

גם כן קשורה בקנה מידה גדול למבנה האנטומי של המיקרופיברילה. כאשר מים נכנסים דרך דופן התא, הם מאכלסים מרווחים בין המיקרופיברילות, כך שאם מדד ה-mfa גדול יש נפיחות רבה יותר סביב מערך הסיבים ככל שמים מוסיפים להיכנס. מיילן (1968) מדווח שההתכווצות היא זניחה כאשר הMFA הוא פחות מ-30, ומיילן והאריס (1965) סיכמו כי ההתכווצות של העץ יכולה לרדת למינימום כאשר בוחרים עץ בעל מדד MFA של בין 15 ל-25. הפאולוניה נשארת יציבה במהלך שינויים של לחות ולוקה בהתכווצות או התרחבות נמוכה יחסית לרוב העצים האחרים. מחקרים^{[דרוש מקור]} מראים תוצאות של פאולוניה בהתכווצות רדיאלית של 2.2% ואורכית של 4%, מעץ ירוק ועד יבש בעזרת תנור יבוש.

היעדר-עיניים

גידולים של פאולוניה הם בעיקר חסרי-עיניים, בצורה עקבית למדי. מאפיין זה חיובי ביותר לשימושי האדם מאחר שעיניים בעץ מחלישות בנקודה זו את כוחו של העץ.

מידת שימושיות

מכיוון שלפאולוניה יש קירות פיברליים דקים, אפשר לקלף אותה לפרוסות של 1/16 אינץ' בעובי, ואפילו לחתוך ל-1/32 אינץ'. מסיבה זו הפאולוניה משמשת באופן רחב לתעשיית הרהיטים במזרח, כלים מוזיקליים, גילוף ועיצובים שונים מעל 1000 שנה.

בידוד

עץ הפאולוניה הוא מבודד תרמי מצוין. מאפיין זה הוא חשוב ביותר מאחר שמבודדים תרמיים טובים עוזרים לשמור על קרירות המגורים בקיץ ומפחיתים בעלויות החימום בחורף. הובלת החום בעץ קשורה באופן ישיר לצפיפות העץ. עצים עם צפיפות נמוכה הם בעלי מדדים גבוהים בבידוד תרמי מאחר שעצים כאילו מכילים יותר חללים באופן מובהק. כאשר העץ יבש, חללים אלו מתמלאים באוויר שהוא בעצם אחת המבודדים הטובים ביותר המוכרים לנו.

התנגדות לאש

ההתנגדות לאש היא תכונה המאפיינת את כל מיני הפאולוניה. טמפרטורת הצתה היא 420–430 מעלות צלזיוס, בהשוואה לערך של 220 עד 225 מעלות צלזיוס עבור עצים נפוצים^{[דרוש מקור]}.

מראה חזותי של העץ

מערך הסיבים: לעץ הפאולוניה יש מערך סיבים ארוך וישר מכיוון שכל הרקמות שמרכיבות את העץ – סיבים, טראכידים, תאי פרניכמה, ורקמת ההובלה קשורים במקביל בציר אורכי. עצי הפאולוניה שמעובדים באזורי אקלים ממוזג בדרך כלל מניבים את העץ הדקורטיבי ביותר במערך הסיבים מעיקר בעקבות ריבוי העונות, כך שבחורף הקר, שמאופיין באביב מוקדם וסתיו מאוחר העץ גדל לאט ודחוס, ובקיץ יותר מהר ומאוורר. בנוסף, ככל שהאקלים מגוון יותר כך יש יותר פסים כהים במרקם של העץ: שבוע קר במיוחד שלאחריו שבוע חם, ייצרו שתי שכבות של אזור צפוף שגדל לאט ואזור מאוורר שגדל מהר יותר. אקלים טרופי יותר יניב עץ רך יותר עם מערך סיבים יותר מעודן.

המרקם דקיק משום שמערכות ההובלה צרות והסיבים בעלי קירות דקים מאוד, יחסית. צבע עץ הפאולוניה הוא צהוב חיוור, עד לצבע דבש זהוב בהיר, כאשר הצבע הופך כהה בצורה הדרגתית מחוץ כלפי פנים. הגידול המהיר והמוקדם ביותר, יוצר טבעות גדילה גדולות שמצטמצמות במהירות ככל שהקוטר גדל.

עץ הפאולוניה והאדם

עץ הפאולוניה בהיסטוריה האנושית

במשך מאות שנים גידלו הסינים את עץ הפאולוניה (יש עדויות לגידולו בסין מהמאה השנייה לספירה), הידוע גם כ"עץ הקיסרית" וכ"עץ הספיר", מטעמי יופי ובשל עצתו היקרה. בסין ישנן מספר אמונות מסורתיות בנוגע לעץ זה. כאשר תינוקת חדשה נולדת, שותלים עץ פאולוניה, ולקראת חתונתה עושים מהעץ שלה את תיבת החתונה שלה. אמונה נוספת אומרת כי יש לשתול עץ פאולוניה ליד הבית, כדי שעוף החול ("הפיניקס") יבוא ויגן עליהם מפני רע, ויביא איתו מזל טוב. הסינים השתמשו בעץ לשימושים רבים – רהיטים, ארונות קבורה לקיסרים הסינים, בניית בתים, צעצועים, ואפילו כלים מוזיקליים.

העץ עשה את דרכו הראשונה לארצות הברית באמצע המאה התשע-עשרה, כאשר השתמשו בזרעים של פאולוניה כדי לארוז כלי חרסינה שיובאו מסין לארצות הברית. כשנפרקו הארגזים, הפיצה הרוח את הזרעים של העץ, והעץ מצא בית גידול תואם-לטבעי במדינות מזרח ארצות הברית. בתחילה התפתחו עסקים להכלאת זנים וייצור זרעים, אך בשנת 1847, משהתגלה כי הצמח מתרבה וגטטיבית, התרסק שוק הזרעים.

כיום ההתעניינות בעץ שוב הולכת וגדלה. מחקר של ה-IDRC International Devlopment Research Centre בקנדה ערך השוואות שונות בין הכלאות מהונדסות גנטית של העץ.

שימוש בעץ

הפאולוניה מצטיינת כעץ רב תכליתי. ביפן היא שימשה ברובה לרהיטים. בין שאר השימושים נכללים ייצור תבליטים, ציפוי לוחות, כלי מוזיקה, קבקבים, גילופים לצורך עיטור, קערות יפות, כפות ועוד הרבה.

לאחרונה מתרבה השימוש בפאולוניה במקרים בהם נדרש עץ קל - בנייה ימית, בניית מטוסים, משאיות וכדומה.

שימוש בתעשיית הנייר

בעבר, הוערך הפוטנציאל של שימוש בפאולוניה (פאולוניה טומנטוסה) כעץ לנייר. בהמשך נמצא כי בהשוואה לעצים מהירי-גדילה אחרים, לפאולוניה יש גרביטציה ספציפית^{[דרושה הבהרה]} נמוכה, וסיבים קצרים באורכם, תכונות המחלישות את הנייר המיוצר.עם זאת, קצב הגדילה הגבוה עשוי להיות יתרון חשוב לסיבים לסוגי נייר מסוימים, שבהם החוזק של הנייר פחות חשוב לשימוש.

גידול מהיר

כעץ מהיר-גדילה, עץ הפאולוניה עשוי להוות תחליף שיעזור בעצירת כריתת יערות מסיבית.^{[דרוש מקור]} העץ עשוי לייצר בין פי שניים לפי ארבע עץ מאשר עצים מסחריים אחרים באותו סדר גודל של זמן. לאחר הכריתה, עץ חדש גדל מן הגדם שנוצר ומשתמש באותה מערכת שורשים שפיתח כבר העץ הקודם לפניו, ובכך נחסכות פעולות ניקיון של אחרי הכריתה, סחף של הקרקע, ואיבוד חומר.

פאולוניה בארץ

בשנת 2001 יובאו לישראל זנים שונים של הפאולוניה לארץ מסין ומאוסטרליה. גידולי העץ עדיין בחיתוליו, אך ישנן משתלות וחברות מעטות שאימצו את העץ ואת שיווקו. חברת "אגרובו" מצהירה על שיווק עיקרי של שישה זנים של הפאולוניה, שאת שתילהם מגדלים במשתלות ראש הנקרה, ועל שתילת 11 חלקות ברחבי הארץ, בעיקר בדרום הקרוב ועד הצפון, בעיקר כדי לשפר את יחסי הציבור של העץ. במושב שדמות דבורה קיים יער פאולוניה יחיד מסוגו בפארק 'דרך העץ', המשתמש כאתר קמפינג ואטרקציות בו ניתן ללמוד על עץ הפאולוניה. בנוסף, חברת נטפים עוסקת בטיפול בעץ ובעידוד הפיכתו לענף חקלאי, ללא הצלחה רבה.

יתרונות

ישנם יתרונות רבים נוספים לגידול פאולוניה מעבר ליבול הגבוה שהעץ מעניק:

1. גידול מהיר – עץ הפאולוניה, שהוא אחד מהצמחים עם הגידול המהיר בעולם, גדל כעד 3.5 מטרים בתנאים לא-אידיאליים בעונה אחת, מה שמקנה לו יתרון מעשי כפתרון אפשרי לבעיות שונות הנוגעות לכריתת יערות גשם לתעשיות עץ שונות נייר.
2. לאחר הכריתה העץ גדל מתוך הגדם של גזע-האם, ואין לו צורך בפיתוח שורשים מההתחלה. תכונה זו מקצרת את מחזור הגידול השני ב-40% בערך ביחס למחזור הגידול הראשון.
3. העץ סופח מן הקרקע רעלים שמרעילים את האדמה ומצליח להתמודד איתם. הביולוג פטר בקג'ורד מעריך כי בארצות הברית ובמדינות מתפתחות, היכן שהאדמה פגועה מחקלאות בלתי מאוזנת ומפסולת תעשייתית, הפאולוניה יכול להיות פתרון לשיקום הקרקע. מכיוון שעץ הפאולוניה מתחדש מהשורשים במהירות ייחודית, יכול לשרוד שריפות (אולי זאת אחת הסיבות שקישרו את העץ לאגדות על עוף החול, הפיניקס) ויכול לשגשג במצבים קיצוניים. בקג'ורד מציין, כי מין זה מפנה את הדרך לגידול מוצלח של עצים רצויים אחרים. עד הזמן שבו הפאולוניה מגיע לשלב הפריחה לאחר שמונה עד עשר שנים – עצים אחרים ובני שיח קיבלו הזדמנות להתבסס בבית הגידול. אז הזרעים של הפאולוניה לא מצליחים לחדור את חיפוי הקרקע שנוצר מכל הצמחייה העבותה כדי לנבוט ולהוציא שורש, ועניין זה מאפשר למינים אחרים להשתלט.
4. פוריות הקרקע – מערכת השורשים הרב-שיפודית החזקה של העץ והגידול המהיר לגובה, תורמים לשאיבת מים באופן יעיל, ובכך מוריד את טבלת המים^{[דרושה הבהרה]}. הורדת טבלת המים תורמת לפוריות ולהורדת המליחות. בעניין עליו הנושרים כדשן ביולוגי יש שתי דעות רווחות – האחת אומרת שכל החומרים המזינים בעלה טובים מאוד כדשן (21% חלבון), ומצד שני יש הגורסים כי יש יותר מדי ביו-מסה על האדמה מכדי שהיא תהיה אפקטיבית.
5. יתרונות של העץ עצמו לשימושי האדם כעץ לבנייה – עץ הפאולוניה הוא עץ קל (העץ הכי קל שגדל בצורה מסחרית בארצות הברית); אחד הכי חזקים ביחס למשקל (ה-modus of rupture MOD – הוא 5740); גדל כמעט ללא השגחה; קל לעבוד איתו לבנייה גסה ועדינה כאחד; יציב בשינויי לחות ומזג האוויר, וכמעט שאינו מתכווץ ומתרחב ביחס לעצים אחרים; הוא לא מרקיב מהר; עמיד בפני חרקים והוא מבודד מצוין (מבודד טוב פי שניים מעץ אלון, וטמפ' הבעירה שלו היא בערך 400 מעלות, כמעט פי שניים מעצי הבנייה הרכים וקשים המסורתיים בארצות הברית), והוא נחשב כעץ יפה לבנייה, מה שנותן לו יתרון יחסי כעץ לרהיטים וכלים לשימוש האדם.
6. אינטר-קורפינג: משמעות המילים "אינטר-קרופינג" היא: "אינטר" – בין, ביניים; "קרופינג" – גידול (א"ק), כשבעצם הכוונה היא לגידול משולב בין כמה סוגי צמחים, ויצירה של מיקרו אקלים ביניהם. באופן כללי, כאשר עושים א"ק עם עץ הפאולוניה, אפשר להרוויח 15%-30% יותר מאשר בגידול חד-מיני, זאת אומרת גידול שאינו בא"ק. הגידולים העיקריים שמגדלים בשיטת הא"ק עם פאולוניה הם חיטה, תירס או כותנה, אך מחקרים מראים שחיטה היא הגידול המוצלח ביותר לשיטה זאת. הסיבות ליתרון היחסי של הפאולוניה בא"ק הן:
   • לפאולוניה יש מערכת שורשים עמוקה, שברוב המקרים, אינה מתחרה עם השורשים של הגידולים האחרים.
   • אף שהכתר של העץ גדול, הענפים והעלים מרווחים, ונותנים לאור רב לחדור מבעד לעלים.
   • היתרון בעץ הפאולוניה בא"ק הוא יצירת המיקרו אקלים לגידול הנוסף. למשל, רוחות מייבשות מופחתות ב-20%-50% מן המהירות המקורית שלהן, הלחות באוויר שמתחת לפאולוניות עולה, דבר שמעלה את היבול של גידולים בא"ק, שכמובן צריכים להתאים למיקרו-אקלים החדש שנוצר.
   • התחדשות הקרקע: עניין נוסף בהתחדשות הקרקע הוא שהשינוי של התנאים הסביבתיים במיקרו אקלים של הא"ק משפיע על המטבוליזם, על המספר והמגוון של המיקרואוגניזמים, על עולם החי בא"ק, ועל תוצרי המטבוליזם. צפיפות החיידקים גבוה יותר בגידולי א"ק. מחקרים גם הראו כי ב-10–20 ס"מ הראשונים מפני הקרקע ומטה ליד העצים, מתרחשת פעילות ביולוגית ענפה והתרבצות של מי חמצן שהובילה לגידול בקומפוסטציה של החומר האורגני, יצירה של רקבובית וחמצון של עוד חומרים אורגניים שמעשירים את פוריות הקרקע.
7. עץ הפאולוניה כ"מבלע פחמן" – מוערך כי ב-10,000 מטרים רבועיים נטועים בכ-400–450 שתילי פאולוניה, סופגים, מהרגע שבו נשתלו, 6 טון של פחמן בכל שנה, או עד 20 טון של פחמן דו-חמצני.
8. שימוש כולל בכל העץ - התועלת שאפשר למצות מהביוסה של עץ הפאולוניה היא בעיה מורכבת. כמו שציינו למעלה, גזעים, בסיסי שורשים וענפים יכולים להביא תועלת כעץ לבנייה ועץ להסקה, מה שאפשר להחשיב כ-63.5% מהביומסה הכוללת של עץ פאולוניה בן 8. השורש עצמו, שהוא 7% של הביומסה, קשה מאוד למיצוי. העניין שהדאיג ביותר את היערנים החקלאים של הפאולוניה הוא מציאת דרכי ניצול ל-30% הנותרים מהביומסה, שהם העלים והפרחים. נמצא כי הם עשירים בחומרים מזינים ויכולים לשמש כמזון איכותי לחזירים, תרנגולות, כבשים, בקר, ארנבים ועוד.
   

שימוש אפשרי בעלווה מעלה את הערך הכלכלי של עץ הפאולוניה. העלים נושרים בעקבות תופעת הצינה המוקדמת, מה שלא משאיר מספיק זמן לעצים להעביר את החומרים המזינים מהעלים אל השורשים לאחסון לפני שהעלים נופלים. כך שמצב החומרים התזונתיים בעלה הנושר דומה למצב של החומרים המזינים בעלים הטריים, כך שהנשורת של הפאולוניה יכולה להביא תועלת, ללא שתפגע ביכולות הצמיחה של העץ. את ניתוח החומרים המזינים שעץ הפאולוניה מכיל במרכיביו השונים, ביצע מכון המחקר ליערנות של האקדמיה הסינית. ניתוח זה של עלוות הפאולוניה מראה נוכחות של שמונה חומצות אמינו ושאריות של יסודות כמו Fe, Cu, Mn ו- Zn שהם חשובים מאוד לגדילה של בעלי חיים.

חסרונות

• פגיעות לקור – אף על פי שאפשר לגדל עץ של 10 מטרים תוך כמה שנים, העץ הוא פריך ושברירי במידה מסוימת ונתון לפגיעות רוח וקרה. הגידול המהיר גם גורם לעץ לקפוא בנפילות טמפ' פתאומיות בסתיו לפני שהצמח הספיק להקשיח.
• זהו מין פולש, כלומר מין שמשתלט על בית גידול שבא מבחוץ, כשהוא לא נטמע בתוך מערכת אקולוגית מאוזנת של בית הגידול, אלא דוחק עד כדי הכחדת מינים שלמים מתוך בית הגידול. הסיבות לפולשנות ה"מוצלחת" היא יכולתו להתאקלם היטב במגוון סוגי אקלים, צמיחה מהירה (תחרות על האור עם צמחים אחרים), והפצת זרעים יעילה. זוהי הסיבה לבחירה לגדלו, אם מאינטרס כלכלי ואם מאינטרס סביבתי, וכך הוא מתפשט בעולם, כך שהאדם תורם בעזרת עץ זה לדילול מגוון המינים.

קישורים חיצוניים

מדיה וקבצים בנושא פאולוניה בוויקישיתוף

• פאולוניה, באתר ITIS (באנגלית)
• פאולוניה, באתר NCBI (באנגלית)
• פאולוניה, באתר Tropicos (באנגלית)
• פאולוניה, באתר GBIF (באנגלית)
• פאולוניה, באתר IPNI (באנגלית)

• Paulownia Tree History and Description
• Fast Growing Trees Order Form