จากซ้ายไปขวา บนลงล่าง: Ficus subpisocarpa , Adansonia grandidieri (บาโอแบ็บยักษ์), ภาพตัดขวางของต้นQuercus อายุหนึ่งปี และEucalyptus deglupta

ลำต้นหรือที่เรียกว่าก้านลำต้นคือส่วนลำต้นของพืชมีเนื้อไม้และเป็นองค์ประกอบโครงสร้างหลักของต้นไม้ส่วนที่เป็นเนื้อไม้ของลำต้นประกอบด้วยแก่นไม้ที่ตายแล้วแต่มีความสำคัญทางโครงสร้าง และเนื้อไม้ส่วนที่ยังมีชีวิตอยู่ ซึ่งใช้ในการเก็บสะสมและลำเลียงสารอาหาร เนื้อเยื่อแคมเบียมคั่น ระหว่างเนื้อไม้กับเปลือก ซึ่งเป็นส่วนที่ลำต้นเจริญเติบโตในแนวเส้นผ่านศูนย์กลาง เปลือกแบ่งออกเป็นเปลือกชั้นในที่มีชีวิต ( โฟลเอ็ม ) ซึ่งลำเลียงน้ำตาล และเปลือกชั้นนอกซึ่งเป็นชั้นป้องกันที่ตายแล้ว

องค์ประกอบ ทางเซลล์ที่แม่นยำของส่วนประกอบเหล่านี้แตกต่างกันระหว่างพืชไม่มีดอก ( จิมโนสเปิร์ม ) และพืชมีดอก ( แองจิโอสเปิร์ม ) ^{[ a ]}เซลล์เฉพาะทางหลายชนิดช่วยในการเก็บสะสมคาร์โบไฮเดรตน้ำแร่ธาตุและการขนส่งน้ำ แร่ธาตุ และฮอร์โมนไปทั่วทั้งต้น การเจริญเติบโตเกิดขึ้นจากการแบ่งตัวของเซลล์เหล่านี้ การเจริญเติบโตในแนวดิ่งเกิดจากเนื้อเยื่อเจริญปลายยอด (ปลายลำต้น) และการเจริญเติบโตในแนวนอน (แนวรัศมี) เกิดจากแคมเบียม การเจริญเติบโตถูกควบคุมโดยฮอร์โมน ซึ่งส่ง สัญญาณ ทางเคมีเพื่อกำหนดวิธีการและเวลาในการเจริญเติบโต

พืชได้วิวัฒนาการเพื่อจัดการและป้องกันความเสียหายที่เกิดขึ้นกับลำต้น โครงสร้างของลำต้นถูกออกแบบมาเพื่อต้านทานแรงลม โดยมีคุณสมบัติเช่นความแข็งแรงและความแข็งแกร่ง สูง รวมถึงการลด การสั่นสะเทือน ซึ่งเกี่ยวข้องกับการถ่ายเทพลังงาน และความเสียหาย (โดยนัย) ออกจากลำต้นไปยังกิ่งและใบหากได้รับความเสียหายลำต้นจะใช้กลไกการป้องกันที่ซับซ้อนและช้า ซึ่งเริ่มต้นด้วยการสร้างเกราะป้องกันโรคที่เข้ามา ในที่สุด เซลล์ที่เป็นโรคจะถูกแทนที่ด้วยเซลล์ใหม่ที่แข็งแรง เมื่อภัยคุกคามถูกควบคุมได้แล้ว

ลำต้นไม่เพียงแต่ค้ำจุนการทำงานทางนิเวศวิทยาที่กว้างขวางของต้นไม้ที่ยังมีชีวิตอยู่เท่านั้น แต่ยังมีบทบาทสำคัญทางนิเวศวิทยาอย่างมากเมื่อต้นไม้ตายลงในที่สุด เศษซากลำต้นที่ตายแล้ว ซึ่งเรียกว่าเศษไม้ขนาดใหญ่มีบทบาทหลายอย่าง เช่น เป็นที่อยู่อาศัย ของพืชและสัตว์ การหมุนเวียนของสารอาหารและการขนส่งและการควบคุมดินและตะกอนต้นไม้ส่วนใหญ่ที่เติบโตนอกเขตร้อนสามารถกำหนดอายุ (ประมาณอายุ) ได้โดยการนับวงปีความแปรผันในวงปีเหล่านี้สามารถให้ข้อมูลเชิงลึกเกี่ยวกับสภาพภูมิอากาศ ซึ่งเป็นสาขาการศึกษาที่เรียกว่ามาตรวิทยาภูมิอากาศจากวงปีของต้นไม้ ลำต้นถูกมนุษย์ใช้ประโยชน์อย่างต่อเนื่องมาเป็นเวลาหลายพันปีแล้ว รวมถึงในการก่อสร้าง การแพทย์ และผลิตภัณฑ์ที่เกี่ยวข้องกับไม้มากมาย ในทางวัฒนธรรม ลำต้นเป็นหัวเรื่องของสัญลักษณ์ ความเชื่อพื้นบ้าน พิธีกรรม และปรากฏในงานศิลปะหลายรูปแบบ

พืชมีท่อ ลำเลียงทั้งหมด(พืชที่มีเนื้อเยื่อไซเล็มและโฟลเอม) มีทั้งรากและลำต้น แต่มีเพียงพืชเมล็ดเปลือยและพืชดอกที่มีเนื้อไม้และแตกใบแรกสองใบ ( พืชใบเลี้ยงคู่ ) เท่านั้นที่มีลำต้น ส่วนพืชดอกที่เหลือสามารถแบ่งออกเป็น พืช ล้มลุกที่มีใบแรกหนึ่งใบ ( พืช ใบเลี้ยงเดี่ยว ) เช่นไผ่หรือพืชล้มลุกที่มีใบแรกสองใบ (พืชใบเลี้ยงคู่) เช่นป่าน ซึ่งทั้งสองชนิด นี้ไม่มีลำต้น^{[ 1 ]}

แผนภาพโครงสร้างลำต้นของต้นไม้; เปลือกนอกมีความหมายเหมือนกับเนื้อเยื่อท่อลำเลียงอาหาร (phloem )

ภาพตัดขวางของต้นแปะก๊วย

ลำต้นของพืชไม้เชื่อมต่อราก กับ กิ่งก้านส่วนบนเรือนยอดและใบโดยทั่วไป ลำต้นของพืชไม้ซึ่งเป็นลักษณะที่ระบุได้ง่ายที่สุด ประกอบด้วย: เนื้อไม้แก่น เนื้อไม้ส่วนนอกแคมเบียม เปลือกชั้น ใน เปลือกชั้นนอก และแก่นกลาง^{[ 2 ] [ 3 ]}ด้วยวิธีนี้ไซเลมหรือเนื้อไม้ของต้นไม้จะถูกแยกออกจากเปลือกโดยแคมเบียม ซึ่งทำหน้าที่เป็นเนื้อเยื่อเจริญ ด้านข้าง แคมเบียมส่งเสริมการเจริญเติบโตในแนวรัศมี^{[ 4 ] [ 5 ]}ส่วนที่อายุน้อยกว่าของไซเลม (เนื้อไม้ส่วนนอก) ทำหน้าที่นำน้ำจากรากขึ้นไปยังใบ นอกจากนี้ยังทำหน้าที่เป็นแหล่งเก็บสะสมอาหารผ่านทาง พาเร นไคมาซึ่งประกอบด้วยเซลล์รังสี^{[ 6 ]}ในขณะที่เซลล์เนื้อไม้ส่วนนอกเพียง 10% เท่านั้นที่ยังมีชีวิตอยู่ เนื้อไม้แก่นซึ่งเป็นส่วนที่มืดกว่าของไซเลมนั้นตายสนิท มันมีคุณค่าทางโครงสร้างต่อพืช^{[ 2 ] [ 7 ] [ 6 ]}แก่นเป็นส่วนประกอบที่เล็กที่สุดของลำต้น ซึ่งเป็นส่วนที่เหลือจากตอนที่ลำต้นยังไม่เป็นเนื้อไม้[ ^{3 ] จุด}ประสงค์ของการสร้างลำต้นคือเพื่อให้พืชสูงขึ้นและมีความมั่นคงมากขึ้น^{[ 8 ]}

เนื้อไม้ต้นฤดูและเนื้อไม้ปลายฤดูอธิบายถึงความแตกต่างของความหนาแน่นระหว่างเนื้อไม้ที่เติบโตในช่วงต้นฤดู (ความหนาแน่นต่ำ) และช่วงปลายฤดู (ความหนาแน่นสูง) ในฤดูการเจริญเติบโต^{[ 9 ]}วงปีของต้นไม้ซึ่งมองเห็นได้เมื่อมองลำต้นในส่วนตัดขวาง เป็นผลมาจากความแตกต่างของอัตราการเจริญเติบโตของแคมเบียมในระหว่างปี ความแตกต่างของความหนาของเซลล์เนื้อไม้ต้นฤดูและเนื้อไม้ปลายฤดูโดยทั่วไปเป็นสาเหตุของการปรากฏของวงปี วงปีจะเห็นได้ชัดเจนที่สุดในไม้สนและส่วนใหญ่ไม่มีวงปีในเขตร้อน^{[ 10 ]}ในพืชดอกวงปีก็ได้รับอิทธิพลจากสัดส่วนของเซลล์ที่แตกต่างกันในแต่ละภูมิภาคเช่นกัน อย่างไรก็ตาม สัดส่วนนี้จะแตกต่างกันไปใน แต่ละสกุล^{[ 2 ]}โดยทั่วไปแล้ว วงปีด้านนอกหรือวงปีต่างๆ มีหน้าที่รับผิดชอบในการขนส่งน้ำส่วนใหญ่ในต้นไม้ในระดับที่แตกต่างกัน^{[ 7 ] [ 11 ]}

ไซเลมของพืชเมล็ดเปลือยมากถึง 90% ประกอบด้วยเทรคีด ที่เรียงตัวในแนวตั้ง ซึ่งเป็นเซลล์นำไฟฟ้าชนิดหนึ่ง และมักซ้อนทับกัน^{[ 12 ]}เพื่ออำนวยความสะดวกในการถ่ายเทของเหลว ผนังเซลล์ของเทรคีดมีรูพรุนและมีความยาวประมาณ 100 เท่าของความกว้าง^{[ 12 ] [ 13 ] [ 14 ]}นอกจากนี้ยังให้ความแข็งแรงทางโครงสร้างผ่านผนังเซลล์ที่หนา[ 13 ^{]ในทิศทาง}แนวนอน (หรือแนวรัศมี) ส่วนประกอบที่สำคัญที่สุดในพืชเมล็ดเปลือยคือเนื้อไม้รังสีซึ่งเกิดจากแคมเบียม ประกอบด้วยกลุ่มเซลล์ที่ทั้งเก็บสะสมคาร์โบไฮเดรตและแร่ธาตุแต่ยังเคลื่อนย้ายน้ำ แร่ธาตุ และสารประกอบอื่นๆ ในทิศทางแนวนอน เทรคีดรังสีและพาเรนไคมาในรูปแบบต่างๆ ประกอบกันเป็นโครงสร้างของเนื้อไม้รังสี^{[ 15 ]}เนื้อเยื่อพาเรนไคมาทำหน้าที่หลักในการเก็บสะสมสารอาหาร แต่ยังสามารถช่วยในการลำเลียงของเหลวได้ในระดับจำกัด นอกจากนี้ยังช่วยเพิ่มความแข็งแรงเชิงกลให้กับต้นไม้ด้วย^{[ 8 ]}

ในพืชดอก ทิศทางตามแกนส่วนใหญ่ประกอบด้วยเส้นใย รวมถึงองค์ประกอบของท่อลำเลียงเซลล์พาเรนไคมา และเทรคีด (ทั้งแบบมีท่อลำเลียงและแบบไม่มีท่อลำเลียง) เช่นเดียวกับในพืชเมล็ดเปลือย องค์ประกอบของท่อลำเลียงมีหน้าที่ในการลำเลียงน้ำเป็นส่วนใหญ่ และเรียงตัวซ้อนกัน^{[ 13 ]}มีความยาวตั้งแต่ 1 ถึง 10 เมตร และการมีอยู่ของพวกมันสามารถใช้แยกไม้เนื้อแข็ง ออก จากไม้เนื้ออ่อนได้^{[ 16 ] [ 17 ]}โครงสร้างของเส้นใยคล้ายกับเทรคีด แต่มีรูพรุนเล็กกว่าและผนังเซลล์หนากว่า หน้าที่หลักของพวกมันคือโครงสร้าง^{[ 18 ]}โดยทั่วไป สัดส่วนของพาเรนไคมาตามแกนที่พบในพืชดอกจะมากกว่าที่พบในพืชเมล็ดเปลือย^{[ 16 ]}ในทิศทางแนวนอน สามารถพบรังสีไม้ได้เช่นเดียวกับในพืชเมล็ดเปลือย อย่างไรก็ตาม รังสีไม้ประกอบด้วยพาเรนไคมาเท่านั้น^{[ 19 ]}ตรงกันข้ามกับพืชเมล็ดเปลือย การลำเลียงน้ำในแนวรัศมีส่วนใหญ่เกิดขึ้นผ่านท่อแกนที่อยู่ติดกัน หรือระหว่างสมาชิกแกนใดๆ ผ่านรูพรุนของพวกมัน^{[ 16 ]}

โครงสร้างของเปลือกไม้ประกอบด้วยโฟลเอ็มปฐมภูมิโฟลเอ็มทุติยภูมิ คอ ร์เทกซ์ เพอริเดอร์มและชั้นนอกสุดที่ตายแล้วของไรทิโดม นี่คือกรณีของการเจริญเติบโตในแนวรัศมีที่เกิดจากแคมเบียม ซึ่งเรียกว่าการเจริญเติบโตทุติยภูมิ อย่างไรก็ตาม ในการเจริญเติบโตปฐมภูมิที่อยู่บริเวณปลายลำต้น โฟลเอ็มทุติยภูมิและเพอริเดอร์มจะไม่เจริญเติบโต โฟลเอ็มทำหน้าที่สนับสนุนการขนส่งคาร์โบไฮเดรตไปทั่วทั้งต้นไม้ ผ่านกระบวนการที่เรียกว่าการเคลื่อนย้าย เพอริเดอร์มทำหน้าที่ปกป้องลำต้นจากความเสียหายทางกลและลดการสูญเสียน้ำ[ ^{19 ] เลน}ติเซลเป็นรูเล็กๆ ในเพอริเดอร์มซึ่งประกอบด้วยเนื้อเยื่อที่มีรูพรุนที่ช่วยให้เกิดการถ่ายเทก๊าซ^{[ 20 ]}ซึ่งรวมถึงการถ่ายเทคาร์บอนไดออกไซด์ออกซิเจนและน้ำ^{[ 21 ]}

การเจริญเติบโตที่สร้างลำต้นของต้นไม้มีสองประเภท ได้แก่ การเจริญเติบโตขั้นต้น (แนวตั้ง) ของลำต้น และการเจริญเติบโตขั้นทุติยภูมิ (แนวรัศมี) ผ่านแคมเบียม การเจริญเติบโตขั้นต้นเกิดขึ้นที่เนื้อเยื่อเจริญปลายยอดโดยการควบคุมปลายยอดซึ่งตาที่ไม่ได้อยู่ที่ปลายยอดจะถูกป้องกันไม่ให้เจริญเติบโต^{[ 22 ] [ 23 ]}

การเจริญเติบโตขั้นทุติยภูมิเกิดขึ้นในส่วนของหลอดเลือดของแคมเบียม ในเขตแคมเบียม ซึ่งเป็นชั้นที่มีความหนาระหว่าง 1 ถึง 10 เซลล์ ทั้งการแบ่งแบบเพิ่มจำนวนและการแบ่งแบบทวีคูณเกิดขึ้นในเขตนี้ ในการแบ่งแบบเพิ่มจำนวน เซลล์เริ่มต้น รูปทรงกระสวย (บางแต่กว้างตรงกลาง) (เซลล์เริ่มต้น) จะถูกแบ่งตามแนวสัมผัสเพื่อสร้างเซลล์แม่สำหรับการสร้างเซลล์ไซเล็มและโฟลเอมในภายหลัง ในการแบ่งแบบทวีคูณ เซลล์เริ่มต้นเดียวกันจะถูกแบ่งในแนวตั้งฉาก (ในทิศทางตั้งฉากกับเซลล์ข้างเคียง) นี่คือการแบ่งที่รับผิดชอบต่อการเจริญเติบโตของเส้นผ่านศูนย์กลางของลำต้น^{[ 24 ] [ 1 ]}

เมื่อต้นไม้เติบโตโดยเอนเอียง จะทำให้ความหนาแน่นและการเจริญเติบโตของแคมเบียมในส่วนเว้าที่ถูกเอนเอียงเพิ่มขึ้น เนื้อไม้ที่เกิดขึ้นนี้เรียกว่าเนื้อไม้ปฏิกิริยาซึ่งโดยทั่วไปแล้วไม่เป็นที่ต้องการ ในพืชดอกเรียกว่าเนื้อไม้แรงดึง และในพืชเมล็ดเปลือยเรียกว่าเนื้อไม้แรงอัด อันเป็นผลมาจากกลยุทธ์ (หรือปฏิกิริยา) ที่แตกต่างกันที่ต้นไม้ใช้^{[ 25 ] [ 26 ] [ 27 ]}

ออกซินเป็นฮอร์โมนที่ทำหน้าที่ป้องกันการเจริญเติบโตของตาข้าง จึงส่งเสริมให้ยอดเด่น^{[ 28 ]}กลไกที่แน่นอนและภาพรวมทั้งหมดของการมีส่วนร่วม รวมถึงปัจจัยทางพันธุกรรมและปัจจัยอื่นๆ ยังไม่ชัดเจน^{[ 22 ]}

แม้ว่า ฮอร์โมนการเจริญเติบโตของพืชที่สำคัญทั้งหมดจะพบได้ในบริเวณแคมเบียม แต่ออกซินมีอิทธิพลอย่างมากต่อการแบ่งตัวทั้งสองที่เกิดขึ้นในโซนแคมเบียม มีหลักฐานบางอย่างที่แสดงว่าจิบเบอเรลลินมีผลต่อการเจริญเติบโตของแคมเบียมในพืชบางชนิด^{[ 29 ]}มีหลักฐานที่บ่งชี้ว่าไซโตไคนินจาก ภายนอก ทั้งกระตุ้นและไม่กระตุ้นอัตราการเจริญเติบโตของแคมเบียม^{[ 30 ]}กรดแอบซิสิก (ABA) มีผลต่อการเจริญเติบโตของแคมเบียม แม้ว่าจะไม่ชัดเจนว่าในลักษณะใดเอทิลีนพบว่ามีส่วนช่วยในการควบคุมปริมาณเซลล์ไซเล็มหรือโฟลเอมที่ผลิตโดยต้นไม้^{[ 30 ]}เอทิฟอน (หรือเอเทรล) แสดงให้เห็นว่ามีผลต่อขนาดของเซลล์ไซเล็มและโฟลเอมและผนังเซลล์ ขึ้นอยู่กับความเข้มข้นของมัน^{[ 31 ]}ทั้งกรดอินโดล-3-อะซิติก (IAA) และ ABA มีผลต่อการเจริญเติบโตของลำต้นของต้นไม้ที่แตกต่างกันไป ขึ้นอยู่กับช่วงเวลาของปี^{[ 31 ]}

หากลำต้นของต้นไม้ได้รับความเสียหายไม่ว่าจะทางกลหรือทางเคมี อาจเกิดบาดแผลขึ้น ซึ่งจะเพิ่มความเสี่ยงต่อการเกิดโรคจากเชื้อโรค[ ^{32 ] เพื่อ}ตอบสนอง เนื้อไม้ส่วนที่เป็นเนื้อไม้จะสร้างกำแพงของเนื้อไม้ที่เปลี่ยนสีซึ่งมีสารสกัด สารสกัดเป็นโมเลกุล พิเศษ ที่พบแต่ไม่ได้ยึดติด (ภายนอก) กับผนังเซลล์^{[ 33 ]}ผลของสิ่งนี้คือการยับยั้งการเคลื่อนที่ของเชื้อโรคหรือจุลินทรีย์ อื่นๆ หากถูกทำลาย ต้นไม้จะปิดกั้นการเคลื่อนที่เพิ่มเติมโดยใช้เซลล์ที่มีผนังหนาขึ้นไทโลสหรือโดยการอุดท่อลำเลียง ขึ้นอยู่กับชนิดของ ต้นไม้ โดยทั่วไป บาดแผลจะก่อให้เกิดการตอบสนอง ทางชีวเคมีและสรีรวิทยาที่ซับซ้อนซึ่งยังไม่เป็นที่เข้าใจอย่างถ่องแท้ เพื่อรักษาบาดแผลในที่สุด ต้นไม้จะสร้างเนื้อเยื่อแคลลัสซึ่งต่อมาจะเปลี่ยนเป็นเซลล์แคมเบียมใหม่^{[ 34 ]}

แรงที่เกิดจากลมส่งผลกระทบต่อทั้งการเจริญเติบโตและโครงสร้างของต้นไม้ ส่งผลให้เกิดแรงภายใน ( ความเค้น ) และการยืดตัว ( ความเครียด ) รวมถึงการสั่นสะเทือนเพื่อปรับตัวและวิวัฒนาการเพื่อรับมือกับสิ่งเหล่านี้ ลำต้นของต้นไม้จึงมีโครงสร้างภายในที่ต้านทานการสั่นและการแตกหัก^{[ 35 ]}การวิเคราะห์แบบสถิต (อยู่กับที่) เป็นพื้นฐานในการทำความเข้าใจผลกระทบของน้ำหนักตัวเองและลม ในขณะที่การวิเคราะห์แบบไดนามิก (เคลื่อนที่) อธิบายภาพที่แม่นยำยิ่งขึ้นของการรับน้ำหนักจากลม^{[ 36 ]}

โครงสร้างของไม้มีลักษณะที่ไม่สามารถเรียกได้ว่าเป็นทั้งยืดหยุ่น โดยสมบูรณ์ (เหมือนสปริง) หรือหนืด โดยสมบูรณ์ (เหมือนของเหลว) ดังนั้นจึงถูกอธิบายว่าเป็นวัสดุหนืดยืดหยุ่น (อยู่ระหว่างกลาง) ^{[ 36 ]}นอกจากนี้ ไม้ยังไม่เป็นเนื้อเดียวกันในทุกทิศทาง (เหมือนกันในทุกทิศทาง) เหมือนวัสดุที่ศึกษากันมาแต่เดิม เช่นโลหะและยังมีพฤติกรรมที่ไม่เป็นเชิงเส้น อีกด้วย ^{[ 36 ] [ 37 ]}ซึ่งเป็นผลมาจากการวางแนวของเซลล์ที่แตกต่างกันและมุมของไมโครไฟเบอร์ในผนังเซลล์^{[ 38 ]}สิ่งนี้ร่วมกับปัจจัยแปรผันอื่นๆ เช่นปริมาณความชื้นและแรงดันเต่ง (แรงที่น้ำกระทำในพืช) ทำให้การวิเคราะห์ทางวิศวกรรมแบบดั้งเดิมส่วนใหญ่ไม่สามารถนำมาใช้ได้^{[ 37 ]} การทำให้โครงสร้างของลำต้นไม้สำหรับการวิเคราะห์ง่ายขึ้นสามารถทำได้สามวิธี วิธีหนึ่งคือการพิจารณาว่าเป็นวัสดุผสมซึ่งเทรคีดและเส้นใยรับภาระส่วนใหญ่ อีกวิธีหนึ่งคือการพิจารณาว่าเป็นวัสดุคอมโพสิตแบบหลายชั้น โดยแต่ละหน่วยประกอบด้วยชั้น หนึ่งหรือ มากกว่า^{[ 39 ]}แต่ละหน่วยเหล่านี้จึงกล่าวได้ว่าเป็นวัสดุคอมโพสิตที่ประกอบด้วยไมโครไฟเบอร์ของเซลลูโลสที่ฝังอยู่ในเพคติน - เฮมิเซลลูโลสหรือลิกนิน -เฮมิ เซลลูโลส วิธีที่สามคือการพิจารณาโครงสร้างเซลล์ของลำต้น โดยพิจารณาจากคุณสมบัติทางกลความหนาแน่นและรูปร่างของเซลล์ที่เป็นส่วนประกอบ^{[ 40 ]}

ความหนาแน่นที่เพิ่มขึ้น (มวลต่อหน่วยปริมาตร) และเส้นผ่านศูนย์กลาง (ความหนาของลำต้น) เป็นสัดส่วนกับคุณสมบัติทางกลที่เพิ่มขึ้น รวมถึงความแข็งและความแข็งแรง [ ^{40 ] [ 38 ] ใน}ลำต้นที่มีความหนาแน่นสูง การแตกหักจากการดัดงอ (อันเป็นผลจากแรงลม เช่น) มีแนวโน้มที่จะเกิดขึ้นจาก การแตกหัก แบบดึง (การดึง) มากกว่าในลำต้นที่มีความหนาแน่นต่ำ ซึ่งการโก่งงอมีแนวโน้มที่จะเกิดขึ้นมากกว่าจุดอิ่มตัวของเส้นใยคือระดับความชื้นที่การแห้งต่อไปมีผลกระทบต่อคุณสมบัติทางกลอย่างจำกัด จนถึงจุดนี้ การลดปริมาณความชื้นจะเพิ่มคุณสมบัติในเนื้อไม้ในลักษณะเดียวกับการเพิ่มความหนาแน่น^{[ 41 ]}เพื่อตอบสนองต่อลมหรือสิ่งกระตุ้น ทางกลอื่นๆ พืชจะเปลี่ยนแปลงการเจริญเติบโตผ่านกระบวนการทิกโมมอร์โฟเจเนซิส ปัจจัยหลักที่ส่งผลต่อคุณสมบัติ ส่งผลให้ความแข็งเพิ่มขึ้น คือ การเพิ่มรัศมีที่เกิดขึ้น^{[ 42 ]} คุณสมบัติสำคัญอีกประการหนึ่งของลำต้นคือความกลวง ต้นไม้ที่กลวงน้อยกว่ามีโอกาสน้อยที่จะโก่งงอและมีแนวโน้มที่จะแตกหักหรือ อ่อนตัวมากกว่า^{[ 42 ]}จุดเชื่อมต่อที่กิ่งก้านแตกออกมาจากลำต้นเป็นจุดที่อ่อนแอที่สุด เนื่องจากทำให้เกิดโครงสร้างเนื้อไม้ที่เรียกว่าปม [ ^{42 ] [ 43 ] เปลือก}มีส่วนช่วยต่อความแข็งแกร่งของโครงสร้างน้อยมาก^{[ 39 ]}

เมื่อพืชไม้สั่นไหวไปตามลม มีความเสี่ยงที่พวกมันจะสั่นไหวด้วย ความถี่ เรโซแนนซ์ (ซึ่งให้การตอบสนองสูงสุด) ซึ่งอาจทำให้กิ่งไม้หักหรือแม้กระทั่งถอนรากถอนโคนได้ความเสี่ยงนี้สูงเพราะพวกมันสั่นไหวตามธรรมชาติด้วยความถี่ที่คล้ายกับ ความถี่เรโซแนนซ์ของลม ปั่นป่วน (ที่พลังงานสูงสุด) ^{[ 44 ]}แม้ว่าเรือนยอดจะให้ผลในการลดการสั่นสะเทือนเป็นส่วนใหญ่ (ลดการสั่นสะเทือน) แต่ การลดการสั่นสะเทือนเชิงโครงสร้างก็มีความสำคัญเช่นกัน ในต้นไม้ การลดการสั่นสะเทือนเกี่ยวข้องกับการเคลื่อนย้ายพลังงานออกจากลำต้นหลักไปยังกิ่งก้านและกิ่งเล็กๆ ความคล้ายคลึงกันของความถี่ตามธรรมชาติในแต่ละส่วนของต้นไม้เป็นสิ่งที่ทำให้สิ่งนี้เกิดขึ้นได้ ผลสุทธิของกลยุทธ์เหล่านี้คือการลดการสั่นสะเทือน ซึ่งมีคุณค่าเพราะไม่จำเป็นต้องเพิ่มพื้นที่ของต้นไม้ (และแรงลม) ^{[ 44 ]}

จากซ้ายไปขวา บนลงล่าง: ห่านแคนาดาทำรังบนลำต้นไม้ เศษไม้ขนาดใหญ่เสือดาวปีนลงจากต้นไม้ และพืชเกาะอาศัยในคอสตาริกา

นิเวศวิทยาของลำต้นไม้ที่มีชีวิตนั้นแยกไม่ออกจากนิเวศวิทยาของต้นไม้เอง เมื่อต้นไม้สนับสนุนระบบนิเวศที่อุดมสมบูรณ์ ลำต้นของมันก็เช่นกัน โดยให้หน้าที่ทางโครงสร้างและโภชนาการที่สำคัญ ลำต้นของต้นไม้สนับสนุนพืช เช่นเอพิไฟต์ซึ่งเติบโตบนต้นไม้โดยตรง^{[ 45 ]}รวมถึง สัตว์ ไม่มีกระดูกสันหลังและสัตว์ต่างๆ^{[ 46 ]}

เมื่อต้นไม้ตายลง ไม่ว่าจะเป็นเพราะลม ไฟไหม้ โรคแมลงหรือการถูกกดทับ มันจะกลายเป็นเศษไม้ขนาดใหญ่ (CWD) ซึ่งอาจอยู่ในรูปของต้นไม้ที่ยืนตาย ลำต้นที่ล้ม กิ่งไม้ขนาดใหญ่ หรือเศษไม้^{[ 47 ]}ต่อมามันจะกลายเป็นเศษไม้ขนาดเล็ก คุณค่าทางนิเวศวิทยาของ CWD นั้นมีมากมาย ดังที่แสดงให้เห็นจากการใช้เป็นที่อยู่อาศัย (สถานที่สำหรับสัตว์อาศัยอยู่) การเจริญเติบโตของต้นกล้าการหมุนเวียนสารอาหารการตรึงไนโตรเจนคุณค่าทางอาหาร และการขนส่งตะกอนในแม่น้ำ^{[ 48 ] [ 49 ]}

มีกลไกหลายอย่างที่ทำให้ CWD สลายตัวซึ่งส่งผลต่อวัฏจักรสารอาหาร ได้แก่ การชะล้าง ซึ่งน้ำจะซึมผ่าน CWD และกำจัดแร่ธาตุ^{[ 50 ]}การแตกเป็นชิ้นเล็กชิ้นน้อย ทั้งทางกลโดยสัตว์และพืช^{[ 51 ]}การขนส่งในแม่น้ำ ทั้งทางกลและทางจุลินทรีย์ การล้มลง เมื่อต้นไม้ไม่สามารถรับน้ำหนักของตัวเองได้^{[ 51 ]}การหายใจซึ่งกระทำโดยจุลินทรีย์^{[ 52 ]}และการเปลี่ยนแปลงทางชีวภาพ ซึ่ง CWD จะถูกย่อยสลาย (สลายตัว) โดยจุลินทรีย์และสัตว์ไม่มีกระดูกสันหลัง^{[ 53 ]}การสลายตัวได้รับผลกระทบจากปัจจัยต่างๆ ได้แก่ อุณหภูมิ ความชื้น ระดับ ออกซิเจนและคาร์บอนไดออกไซด์คุณภาพสารอาหารของ CWD ขนาด และสิ่งมีชีวิตที่มีอยู่^{[ 54 ] [ 55 ]} CWD คิดเป็นสัดส่วนที่สำคัญของสารอาหาร คาร์บอน และสารอินทรีย์ที่สะสมอยู่เหนือพื้นดินทั้งหมด^{[ 56 ]}

CWD เป็นพื้นผิวที่มีชีวิตที่สำคัญสำหรับสิ่งมีชีวิตที่สร้างอาหารเองได้ (พืชสาหร่ายแบคทีเรีย ฯลฯ) และมีบทบาททางนิเวศวิทยาที่สำคัญหลายประการสำหรับสิ่งมีชีวิตเหล่านี้ สิ่งมีชีวิตที่สร้างอาหารเองได้ที่ทราบว่าใช้ CWD มีมากมายและหลากหลาย ได้แก่ไลเคนลิเวอร์เวิร์ตสาหร่ายเฟิร์นคลับมอสและทั้งพืชดอกและพืชเมล็ดเปลือย^{[ 57 ]} CWD อาจให้ประโยชน์ดังนี้: เพียงแค่พื้นผิวที่มีชีวิตสำหรับพืชเกาะอาศัย; คุณค่าทางโภชนาการสำหรับรากของพวกมัน ทั้งจาก CWD และบน CWD; ร่มเงา; และป้องกันไม่ให้วัสดุไหลลงเนิน^{[ 58 ]}สัตว์หลายชนิดใช้ CWD เป็นที่อยู่อาศัยเพื่อวัตถุประสงค์ต่างๆ ได้แก่: ที่กำบังอาหารการสืบพันธุ์และในระดับที่น้อยกว่าคือการพักผ่อนการนอนหลับใช้เป็นสะพาน และสำหรับการเกาะนอนและการจำศีล^{[ 59 ]}สัตว์ที่บันทึกว่าใช้ CWD ในลักษณะเหล่านี้มีความหลากหลายและรวมถึง: นกค้างคาวรวมถึงสัตว์เลื้อยคลาน สัตว์สะเทินน้ำสะเทินบกและปลา^{[ 60 ] [ 61 ]}ทิศทาง ขนาด และรูปร่างของ CWD มีผลต่อว่าสัตว์เหล่านี้จะใช้หรือไม่และอย่างไร^{[ 60 ]}

CWD มี ผลกระทบต่อ ธรณีสัณฐาน (ลักษณะภูมิประเทศ) ทั้งบนเนินเขาและทางน้ำ รวมถึงมีผลกระทบต่อการขนส่งดินและตะกอนด้วย^{[ 62 ]}ต้นไม้ที่ถูกถอนรากจะผสมและเพิ่มความอุดมสมบูรณ์ให้กับดิน และท่อนไม้จะขัดขวางการเคลื่อนที่ของดิน น้ำ และตะกอนลงเนิน^{[ 63 ]}ในทางน้ำ CWD มีอิทธิพลต่อขนาดและรูปร่างของทางน้ำ และมีบทบาทสำคัญในการกักเก็บตะกอน^{[ 64 ]}

วงปีของต้นไม้สามารถใช้ในการกำหนดอายุของต้นไม้โดยใช้ศาสตร์วงปีของต้นไม้ (dendrochronology) และใช้ในการทำความเข้าใจสภาพภูมิอากาศที่ต้นไม้อาศัยอยู่โดยใช้ศาสตร์วงปีของต้นไม้เพื่อศึกษาภูมิอากาศ (dendroclimatology) ในศาสตร์วงปีของต้นไม้ โดยทั่วไปแล้ว วงปีแต่ละวงจะแสดงถึงช่วงเวลาการเจริญเติบโตหนึ่งปี ยกเว้นต้นไม้ที่เติบโตในสภาพแวดล้อมเฉพาะ (เช่น ใกล้เส้นศูนย์สูตร) ​​และภายใต้แรงกดดันบางอย่าง (ภัยแล้ง) ^{[ 65 ]}

ในวิชาภูมิอากาศวิทยาต้นไม้ อิทธิพลของสภาพภูมิอากาศต่อลักษณะของวงปีแต่ละวงจะถูกวิเคราะห์ การวัดที่สำคัญสองประการคือความกว้างทั้งหมดของวงปีและความหนาแน่นสูงสุดของเนื้อไม้ส่วนปลาย^{[ 66 ]}ความหนาแน่นของเนื้อไม้ส่วนปลายและความกว้างของวงปีที่สูงขึ้นจะสอดคล้องกับอุณหภูมิเฉลี่ยในฤดูร้อนที่สูงขึ้น^{[ 67 ]}

ผลิตภัณฑ์ที่ได้จากลำต้นของต้นไม้ เช่น ไม้แปรรูป ถูกนำมาใช้โดยมนุษย์ในการก่อสร้างและในหลากหลายวิธีมานานหลายพันปี เป็นวัสดุก่อสร้างหลักเพียงชนิดเดียวที่ปลูกได้ จึงมีความยั่งยืน อย่างกว้างขวาง และมีความแข็งแรง โดยเฉพาะอย่างยิ่งในด้านการรับแรงอัด^{[ 68 ]}นอกเหนือจากการก่อสร้างและผลิตภัณฑ์ไม้มากมาย รวมถึงกระดาษ^{[ 69 ]}ยังใช้เป็นเชื้อเพลิงไม้เพื่อให้ความร้อนแก่บ้านเรือน สำหรับการผลิตไฟฟ้า และทำถ่าน^{[ 70 ] [ 71 ]}เรซินที่พืชขับออกมา สามารถเก็บเกี่ยวและนำไปใช้ในผลิตภัณฑ์ต่างๆ เช่นน้ำมันเคลือบเงา^{[ 72 ] [ 73 ]}เปลือกของต้นไม้ต่าง ๆ มีการใช้งานที่หลากหลาย ได้แก่คุณสมบัติต้านมาลาเรีย ของ ซินโคนาลูกโป่งที่ทำจากวิกสโตรเมียและต้นอื่น ๆโฟมดับเพลิง จาก ควิลลาจา ซาโปนาเรีย ผลิตภัณฑ์ย้อมสีจากแทนนินจา^กอะคาเซีย เมียร์นซีและต้นอื่น ๆ^{[ 72 ]}และไม้ก๊อกจากเควร์คัส ซูเบอร์^{[ 74 ] [ 73 ]}ลำต้นและเปลือกไม้ยังมีประโยชน์ทางการแพทย์อื่นๆ อีกมากมาย^{[ 75 ] [ 76 ] [ 77 ]}น้ำยางที่ต้นไม้บางชนิดขับออกมานั้นใช้ในการผลิตยางซึ่งเป็นวัสดุที่ยืดหยุ่นและกันน้ำได้^{[ 78 ]}

จากซ้ายไปขวา บนลงล่าง: รูปปั้นแดฟนีกลายร่างเป็นต้นล อเรล โดยปีเอโร เดล โปลลาอิอูโอโล ; ใบหน้าที่แกะสลักบนท่อนไม้; รูปแกะสลักต้นไม้หรืออาร์บอร์กลิฟ ของ ชาวโมริโอริจากหมู่เกาะแชทัม ; และเสาโทเทมจากนินสตินท์สประเทศแคนาดา

ลำต้นของต้นไม้เป็นหัวข้อของสัญลักษณ์พิธีกรรมความเชื่อพื้นบ้านและมักถูกนำมาใช้ในการก่อสร้างทั้งแบบใช้งานได้จริงและแบบศิลปะ[ ^{79 ] แนวคิด}ที่ว่าต้นไม้เป็นตัวแทนของ พลังชีวิต นิรันดร์อาจเริ่มต้นขึ้นหลังจากที่มนุษย์เห็นการเจริญเติบโตใหม่งอกออกมาจากลำต้นเก่าที่ตายแล้ว^{[ 79 ]}รูปร่างของลำต้นและกิ่งก้านของต้นไม้คล้ายกับรูปร่างของมนุษย์ นำไปสู่ การมองต้นไม้ใน ลักษณะมนุษย์และเป็นตัวแทนของความอุดมสมบูรณ์ในบางวัฒนธรรม^{[ 80 ]}ในบางส่วนของอเมริกาเหนือและแอฟริกาใต้ทะเลทรายซาฮารา ผู้คนประกอบพิธี "แต่งงาน" กับต้นไม้โดยการสัมผัสต้นไม้เป็นเวลานาน^{[ 80 ]}ในอินเดีย มีการประกอบพิธีแต่งงานระหว่างต้นไม้ต่างชนิดกันและระหว่างคนกับต้นไม้เพื่อจุดประสงค์ทางพิธีกรรมต่างๆ^{[ 81 ] [ 82 ] [ 83 ]}ในเทพนิยายกรีกมนุษย์และนางไม้เช่นดาฟเนมักถูกเปลี่ยนเป็นต้นไม้เพื่อเป็นการปกป้องคุ้มครองพวกเขา^{[ 80 ]}

โครงสร้างของลำต้นและกิ่งก้านของต้นไม้ทำหน้าที่เป็นอุปมาอุปไมยสำหรับการเชื่อมโยงระหว่างสิ่งต่างๆ ในหลายภาษา เช่นแผนผังครอบครัวและกิ่งก้านแห่งความรู้ [ ^{84 ] ลำต้น}ของต้นไม้มีความสำคัญต่อชนพื้นเมือง หลายกลุ่ม ทั้งในด้านจิตวิญญาณและทรัพยากร ตัวอย่างเช่น ชาวมบูติแห่งสาธารณรัฐประชาธิปไตยคองโก ทำเครื่องแต่งกายตามพิธีกรรมที่ตกแต่งด้วยลวดลายแบบนามธรรมจากเปลือกไม้^{[ 85 ]} ชาว วาร์ลพิริตะวันตกของออสเตรเลียเชื่อว่าวิญญาณ ของมนุษย์ สะสมและกำเนิดมาจากลำต้นของต้นไม้ตั้งแต่เกิด^{[ 84 ]}ลำต้นของต้นไม้ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในการทำเรือแคนูและเสาโทเทมดังที่สร้างโดยผู้คนในแปซิฟิกตะวันตกเฉียงเหนือ [ ^{86 ] ใน}หมู่เกาะแชทแฮมของนิวซีแลนด์ ลำต้นของต้นCorynocarpus laevigatusถูกแกะสลักด้วยภาพสลักจากต้นไม้ซึ่งสร้างโดยชาวโมริโอริ^{[ 87 ]}