Sebelum lebih lanjut untuk mengetahui struktur kayu keras, sebaiknya baca dulu mengenai (Perbedaaan struktur kayu keras dan kayu lunak secara mikroskopis). Dalam artikel tersebut menjelaskan Perbedaaan struktur kayu keras dan kayu lunak secara mikroskopis.

Struktur kayu keras lebih bervariasi dan lebih kompleks dibandingkan dengan struktur kayu lunak. Kayu keras terdiri dari proporsi yang sangat beragam dengan jenis sel yang berbeda (Gambar 1) sehingga mempunyai karakteristik yang unik. Karakteristik yang unik dari kayu keras , membuat kayu ini banyak digunakan untuk furnitur, panel dan dekorasi lainnya. Klasifikasi dari tipe sel pada kayu keras berdasarkan orientasinya dan fungsi dari sel-sel penyusunnya dapat dilihat pada Tabel 1.

Tabel 1 Klasifikasi tipe sel pada kayu keras berdasarkan orientasinya dan fungsi dari sel-sel penyusunnya

Longitudinal

Transversal

A.Penguat, penyalur atau keduanya

a.Pembuluh

b.Serat
-Serat trakeid

Serat libriform

c.Trakeid

Trakeid vaskuler

Trakeid vasisentrik

A. Penguat, penyalur atau
keduanya

Tidak ada

 

B.Penyimpan dan sekresi

a.Parenkim longitudinal

b.Sel epitel

B. Penyimpan dan sekresi

a.Parenkim jari-jari

b.Sel epitel

 

Struktur kayu keras
Sumber: Shmulsky et al. 2011

Gambar 1 Struktur kayu keras

Kayu keras tidak hanya memiliki tipe sel yang komplek tetapi juga memiliki banyak variasi dalam hal ukuran, bentuk dan susunannya. Berikutnya akan dijelaskan masing-masing tipe sel pada kayu keras.

1. Sel longitudinal

a. Elemen pembuluh (pembuluh atau pori)

Pembuluh merupakan struktur yang menjadi pembeda utama antara kayu keras dan kayu lunak, dimana hanya terdapat pada kayu keras dan tidak terdapat pada kayu lunak. Pembuluh memiliki bentuk seperti tabung dengan ukuran lebih pendek daripada serat (fiber) kayu, tetapi diameternya lebih besar daripada serat (fiber) kayu. Panjang pendeknya pembuluh dapat diketahui dengan fakta bahwa mereka sering tidak tumbuh panjang selama proses pematangan dan dapat menjadi lebih pendek dari cambial initials tempat mereka diproduksi. Diameter pembuluh yang besar sering muncul sebagai lubang ketika dilihat secara cross section sehingga pembuluh sering disebut dengan pori-pori. Pembuluh dibentuk dari sejumlah vesel element yang sambung menyambung searah dengan sumbu batang (sepanjang serat). Pembuluh pada kayu awal (early wood) (spring wood) lebih besar daripada kayu akhir (late wood) (summer wood).

Secara umum tipe penyebaran pembuluh dibagi menjadi dua yaitu tersebar atau baur (difus) dan pori cincin (ring porous). Sebagian besar kayu keras memiliki sebaran pembuluh atau pori baur (difus). Sebaran pembuluh atau pori baur (difus) menunjukkan kayu yang memiliki pori-pori ukurannya seragam terdistribusi cukup merata di seluruh cincin pertumbuhan (Gambar 2b), sedangkan tipe ring porous berbentuk cincin pada pembuluh kayu awal (early wood) yang terlihat pada bagian cross section pohon (Gambar 2a). Pengelompokan pembuluh dapat menjurus ke arah radial, tangensial atau diagonal. Beberapa jenis kayu memiliki pori tata lingkar seperti pada jati (Tectona grandis). Susunan porinya soliter atau berganda.

(A) Kayu keras tipe ring porous, (B) kayu keras tipe pori baur (difus)
Sumber: Shmulsky et al. 2011

Gambar 2 (A) Kayu keras tipe ring porous, (B) kayu keras tipe pori baur (difus)

Setiap pembuluh terdapat noktah yang merupakan penghubung antar pembuluh. Noktah dibagi menjadi noktah sederhana (simple pit), noktah semi border pit dan noktah berhalaman (border pit). Pola penyebaran noktah meliputi scalariform, opposite dan alternate. Reaksi enzimatik menyebabkan dinding penyekat pembuluh menjadi terbuka sehingga terbentuk bidang perforasi, diaman kondisi tersebut terjadi pada saat pembuluh menjadi dewasa. Bentuk bidang perforasi pada sel pembuluh antara lain simple, scalariform dan foraminate perforation.

Pola penyebaran noktah
Sumber: Shmulsky et al. 2011

Gambar 3 Pola penyebaran noktah. (A) alternate, (B) opposite, (C) scalariform

Bentuk bidang perforasi pada sel pembuluh
Sumber: Shmulsky et al. 2011

Gambar 4 . Bentuk bidang perforasi pada sel pembuluh. Bentuk simple (sebelah kiri, bentuk scalariform (bagian tengah) dan foraminate (Sebelah kanan)

Pembuluh sering terdapat berdekatan dengan serat trakeid, longitudinal dan parenkim jari-jari atau dengan jenis sel lain. Meskipun serat trakeid dan pembuluh kadang-kadang tidak terhubung oleh pitting, tetapi jenis sel lain biasanya membentuk pit dimana mereka terhubung dengan pembuluh.

b. Serat trakeid

Serat trakeid merupakan sel yang berbentuk panjang dan langsing, dindingnya lebih tebal daripada parenkim dan pembuluh. Serat trakeid memiliki panjang berkisar 300-600 mikron, ukuran diameternya 15-50 mikron. Sel serat trakeid pada kayu keras lebih pendek dibandingkan dengan trakeit pada kayu lunak. Serat trakeid pada kayu keras cenderung berbentuk bulat pada cross section, berbeda dengan kayu lunak yang berbentuk hampir persegi panjang (Gambar 5).

Perbedaan serat trakeid pada kayu lunak dan kayu keras dilihat secara transversal
Shmulsky et al. 2011

Gambar 5 Perbedaan serat trakeid pada kayu lunak dan kayu keras dilihat secara transversal. (A) serat trakeid pada kayu lunak, (B) serat trakeid pada kayu keras

Kayu keras terdiri atas dua jenis sel longitudinal yang umum yaitu sel serat trakeid dan pembuluh. Serat trakeid pada kayu keras mempunyai fungsi utama yaitu sebagai penunjang elemen dalam kayu khususnya yaitu pembuluh. Kepadatan dan kekuatan kayu keras biasanya berkaitan dengan bagian volume kayu yang ditempati oleh serat relatif. Semakin tinggi proporsi tebal serat dinding kayu maka kayu tersebut akan semakin kuat.

Dinding serat trakeid ditandai dengan tipe pembatas dari pit. Serat terhadap pit serat biasanya dibatasi, sedangkan serat terhadap pit parenkim bisanya berbatas setengah. Sebuah variasi dari serat yang dikenal dengan serat libriform mudah ditandai tetapi bukan dari pembatas pit. Serat libriform terbentuk dalam jumlah yang cukup besar pada beberapa spesies kayu. Serat dan pembuluh jarang dihubungkan oleh pasangan pit.

c. Parenkim longitudinal

Sel-sel parenkim pada kayu keras hadir dalam bentuk panjang, sel longitudinal runcing, pendek, bata yang berbentuk epitel disekitar saluran gum (hanya pada beberapa spesies) dan sel jari-jari (ray). Bentuk longitudinal parenkim biasanya dibagi menjadi beberapa sel yang lebih kecil melalui pembentukan crosswalls selama proses pematangan sel. Parenkim umumnya terlihat berupa jaringan yang berwarna lebih cerah daripada jaringan serat. Secara umum tipe parenkim dibagi menjadi dua yaitu parenkim apotrakea (tidak berhubungan langsung dengan pembuluh) dan parenkim para trakea (berhubungan langsung dengan pembuluh).
Parenkim apotrakea terdiri atas parenkim baur, parenkim kelompok baur (pada kayu dungun), parenkim bentuk pita (pada kayu matoa), parenkim bentuk jala (pada kayu nyatoh) dan parenkim bentuk tangga (pada kayu tepis). Parenkim paratrakea terdiri atas parenkim paratrakea jarang, parenkim terselubung, parenkim bentuk sayap (aliform) dan parenkim konfluen.

Sel parenkim longitudinal
Gambar 6 Sel parenkim longitudinal

d. Epithelial cell of longitudinal traumatic gum canal (saluran interseluler)

Saluran ini pada kayu keras dikenal dengan saluran damar. Berdasarkan arah batangnya saluran interseluler dibagi menjadi dua yaitu saluran aksial (searah dengan sumbu batang) dan saluran radial (searah dengan jari-jari). Menurut proses terjadinya saluran interseluler dibagi menjadi normal (terjadi karena faktor keturunan) dan traumatik (karena faktor perlakuan).

2. Sel transversal

a. Jari-jari (ray)

Jari-jari pada kayu keras kisaran lebar secara tangensial yaitu 1-30 atau lebih sel. Berbeda dengan kayu lunak, sel dari jari-jari kayu keras yaitu semuanya jenis parenkim atau tersusun oleh sel parenkim jari-jari (meskipun dua jenis yang berbeda dari parenkim jari-jari yang terbentuk). Rata-rata jumlah volume jari-jari berkisar antara 5-30% dari total volume kayu.

Kayu keras tidak mempunyai trakeid jari-jari, namun sel parenkim memilikinya yaitu upright ray cells (sel-sel tegak penyusun jari-jari) dan procumbent ray cells (sel rebah penyusun jari-jari). Sel parenkim jari-jari dari kayu keras kadang-kadang hampir berbentuk persegi ketika dilihat radial, tetapi lebih umum sel-sel tersebut berbentuk persegi panjang. Kebanyakan kayu, sel jari-jari persegi panjang yang tersusun dengan sedemikian rupa sehingga dimensi panjang tegak lurus dengan sumbu sel longitudinal, karena sel jari-jari disusun seperti tersebut terlihat pada posisi rebah maka disebut dengan procumbent ray cells. Pada beberapa spesies kayu keras, bagian dari sel jari-jari berbentuk persegi panjang terlihat tegak diujung, dengan sumbu panjangnya sejajar dengan arah serat sehingga sel ini disebut dengan upright ray cells (Gambar 7). Sel jari-jari persegi atau tegak biasanya terlihat disepanjang bagian atas dan bawah pinggir dari jari-jari.

Jari-jari terbagi menjadi dua yaitu homoseluler dan heteroseluler. Berdasarkan jumlah sel kearah lebarnya, jari-jari terbagi menjadi: uniseriate, biseriate dan multiseriate.

Kayu keras ditandai dengan jari-jari yang sangat besar seperti oak menunjukkan pola khas jari-jari pada kedua tangensial dan permukaan radial. Jari-jari tersebut sering menambah daya tarik estetika pada kayu keras.

Upright ray cells (sel-sel tegak penyusun jari-jari) pada pinggir jari-jari dilihat secara radial
Sumber: Shmulsky et al. 2011

Gambar 7 Upright ray cells (sel-sel tegak penyusun jari-jari) pada pinggir jari-jari dilihat secara radial

 

Sumber:

Haygreen JG, Bowyer JL. 1996. Forest Product and Wood Science-An Introduction. Edisi ke-3. USA: Iowa State University Press.

Panshin AJ, Carl de Zeeuw. 1964. Textbook of Wood Technology. USA: Mc Graw-Hill Book Company.

Shmulsky R, Jones PD, Lilley K. 2011. Forest Products and Wood Science An Introduction. Edisi ke-6. USA: Wiley-Blackwell.