Грибные ядровые пятна и полосы.

Измененная окраска в зоне ядра (настоящего, ложного и спелой дре­весины), вызываемая грибами в ра­стущему дереве, сохраняющая струк­туру и твердость древесины (цв. табл. 4, а), наблюдается на торцах в виде пятен разных размеров и очер­таний—лунок, колец или концентри­рованной зоны—розового, краснова­того, красного, бурого, коричневого. серого, фиолетового и даже почти черного цветов; на продольных раз­резах—в виде вытянутых пятен тех же цветов. Если они появляются на фоне темного ядра, то могут быть либо темнее, либо светлее его. Ранее эти пятна и полосы назывались внут­ренней темниной или красниной. Встречаются у всех пород.

Причины возникновения. В одних случаях являются начальной стадией гнили от активных дерево-разрушителей , в других — вы зы • ваются деревоокрашивающими гриба­ми или слабыми разрушителями. В срубленном дереве развитие поро­ка, как правило, не наблюдается.

Влияние на качество древе­сины. Механические свойства дре­весины изменяются мало. Ударная твердость повышается на несколько процентов. Возможны некоторое по­нижение сопротивления древесины другим ударным нагрузкам и повы­шение водопроницаемости. При этом изменчивость механических свойств увеличивается. Сильно снижается биостойкость (Горшин и др., 1962).

Измерение аналогично измере­нию ложного ядра (см. рис. XI и с. 31).

ГНИЛЬ

Описание. Видоизмененная под воз­действием грибов и в той или иной степени разрушенная ими древесина. Встречается на всех древесных поро­дах. Гниение древесины заключается в разрушении клеточных оболочек. Гифы гриба, проникшего в древ сину, выделяют ферменты, которые превращают целлюлозу, гемицеллю-лозы и лигнин в вещества, раствори­мые в воде и усвояемые грибом. Гниль в основном сохраняет вне­шнюю форму неповрежденной (здо­ровой) древесины, но ее масса и плотность уменьшаются, изменяют­ся ее механические, физические и химические свойства в зависимости от длительности и интенсивности процесса.

Большинство возбудителей гни­ения древесины относятся к группе гименомицетов (Нутепотусе1ез), по­рядку Арпу1]орЬога]ех, многие сосре­доточены в семействе Ро1урогасеае, так называемых трутовых грибов. Описание их приведено в книгах А. С. Бондарцева (1953), Э. П. Ко­маровой (1964) и Н. Т. Степановой-Картавенко (1969). Сведения о био­логии дереворазрушающих грибов и описание многих гнилей изложены в книгах С. И. Ванина (1931), Картрай-та и Финдли (Саг1№п§Ы, РшШау, 1958) и В. Рипачека (1967). Способы предотвращения гниения при различ­ных экологических условиях и прод­ления службы древесины в сооруже­ниях. конструкциях и деталях изло­жены в книге С. Н. Горшина (1977).

Гниль характеризуется стадией и типом гниения, а также расположе­нием по высоте ствола и относитель­но заболони и ядра.

Стадии гниения. В зависимости от степени произведенных грибами из­менений в древесине условно можно выделить несколько стадий гниения.

I стадия (начальная) — грибные пятна и полосы. Пораженная древесина пронизана гифами, но еще сохраняет нормальную структуру и твердость. Гриб питается в это вре­мя главным образом содержимым клеток древесины. Древесина изме­няет цвет, но уже начавшееся гни­ение внешне незаметно и может быть обнаружено лишь при помощи микроскопа.

II стадия (развитая)—твердая гниль. В древесине появляются ви­димые нарушения ее первоначальной структуры, равномерный бурый цвет, изредка выцветы, пятна и по­лосы, иногда черные извилистые ли­нии, а также трещинки, мелкие пу стоты,пленочки грибницы и т. д. Древесина сохраняет еще значитель­ную твердость, хотя ее плотность и механические свойства уже сильно понижены. Под микроскопом видны значительные разрушения клеточ­ных оболочек.

III стадия (конечная)—мягкая гниль. Древесина приобретает ха­рактерный для гнили того или иного типа внешний вид и структуру, в ней появляются включения грибницы, ямочки, трещины. Ее легко можно ломать, крошить или расщеплять пальцами.

IV стадия—дупло. Процесс гни­ения может дойти до полного разло­жения (гумификации и минерализа­ции) древесины и образования пусто­ты (дупла) в стволе или сортименте. Эта стадия почти всегда обязана не одному грибу, а целым грибным со­обществам (ассоциациям) и их после­довательной смене (сукцессии).

Типы гнилей. По характеру разру­шения древесины, обусловленному набором ферментов гриба и преобла­данием среди них оксидаз или гидро-лаз, гнили можно разделить на четы­ре основных типа: пеструю, бе­лую, бурую и умеренную (мягкую', или плесневую). Во мно­гих случаях два первых типа объеди­няют под названием белых (кор­розионных) гнилей, которые, од­нако, чрезвычайно разнообразны в отличие от бурых (деструктив­ных) гнилей, где характер разложе­ния древесины во всех случаях почти одинаков. Четвертый тип резко отли­чается от других как по возбудите­лям, так и по экологическим услови­ям, в которых он встречается в природе.

В разработкетипологии гнилейзначительную роль сыграли многие ученые. Внешний вид и макрострук­тура (морфология) гнилей и их рас­пространение (встречаемость в ле­сах, зараженность древостоев, лока­лизация в стволе) описаны в работах С. И. Ванина (1931, 1955), А. Т. Ва-кина (1927, 1932, 1954), С. Н. Горши-

на (1935), Д. В. Соколова (1959), И. И. Журавлева (1962), И. И. Жу­равлева и Д. В. Соколова (1969), Л. В. Любарского, Л. Н. Васильевой (1975). Эти работы, обобщающие ре­зультаты обследования лесов отдель­ных регионов СССР, создали воз­можность перейти к классификации типов гнилей (Шемякин, 1960).

Впоследствии или одновременно с описанием типов исследовалась микроструктура (анатомия) гнилей (Ме1ег, 1955; 1ига§ек, 19640; Цехе, 1966; Сбгё, 1968) и химические изме­нения в них (Рычкова, 1958;

Кэмпбелл, 1960; Зигакек, 1964а, 8сЬа-пё1, 1966; Со^Нпё, 1961. 1966; ЗейеП, 1968; Клгк, ЮеЫеу, 1973), а также изменение физических, механиче­ских и технологических свойств (Саг1\упёЫ, РтДау, 1958: Кэмпбелл, 1960; Рипачек, 1967). Особое внима­ние было уделено умеренной гнили (Ртйау, Зауогу. 1950; Зауогу, 1954;

Зауогу, Ртюл, 1958; Оипсап, 1960;

Крапивина, 1960; Ьеуу ]. Р.. 1966;

Ьеуу М.Р., 1966; Горшин, Крапиви­на. 1969).

Для каждого из типов характерно своеобразное изменение внешнего вида древесины, ее структуры и свойств, а также другие особенности (возбудители, предпочитаемые поро­ды и экологические условия).

Цвет и рисунок. В пестрой гнили появляются пятна или пусто­ты, светлые или белые на фоне темнины, так что гниль в целом приобретает пестрый рисунок. В бе­лой гнили древесина светлеет, стано­вится белой, светло-желтой, буро-желтоватой или полосатой от жел­тых или белых прожилок; в ней часто появляются так называемые черные линии, отчего она приобрета­ет мраморный рисунок. В бурой гни­ли древесина равномерно темнеет и становится темно-бурой, бурой или красновато-бурой. В умеренной гни­ли древесина также темнеет и стано­вится в свежем состоянии однород­ного шоколадного цвета, в высох­шем—бурого.

Макроструктура. В пестрой гнили древесина разрушается нерав­номерно, с образованием мелких пу­стот и становится ситовой (ямчатой или ямчато-волокнистой). В белой гнили древесина разрушается более равномерно и становится губчато-волокнистой (волокна мягкие, но не крошатся) или трухляво-волокнистой (волокна более хрупкие, легко лома­ющиеся пальцами). Во втором слу­чае гниль является переходной к бурой и поэтому называется корро-здонно-деструктивной. Иногда пе­страя или белая гниль расслаивается по годичным слоям (пластинчатая гниль), в исключительных случаях белая гниль может иметь мелкотре­щиноватую структуру (например, вызванная Зроп^реШх ЬогеаИ'».).

В бурой гнили древесина разруша­ется равномерно. Она растрескивает­ся поперек и вдоль волокон и стано­вится трухлявой (трещиноватой, рас­падающейся на призмы или легко растирающейся в порошок). В уме­ренной гнили древесина в свежем состоянии гомогенная, без структу­ры; в высохшем—мелкотрещино­ватая.

У двух первых типов гнили повер­хность распила ворсистая, шерша­вая, опилки крупные, волокнистые, у двух последних—поверхность рас­пила гладкая, опилки мелкие, пыле­видные.

Микроструктура. Анатомиче­ская картина разрушения у первых трех типов в основном одна и та же. В древесине появляются сначала мо­лодые гифы, тонкие, прозрачные, нерегулярно ветвящиеся, затем ста­рые, толстые, сильно ветвящиеся, окрашенные в разные оттенки буро­го цвета, иногда инкрустированные;

в сильно разрушенной древесине они могут исчезнуть. Обычно они следу­ют вдоль оси клетки, иногда прижи­маясь к стенке и переходя из клетки в клетку прямо через нее или окай­мленные поры, причем отверстия, образуемые гифами, бывают шире самой гифы. В пестрой и белой гнили наряду с отверстиями в кле­точных стенках наблюдаются утонь-чения последних, начинающиеся со стороны клеточной полости, а также мацерация клеток. В бурой гнили клеточные стенки разрушаются бо­лее или менее равномерно и растре­скиваются вследствие уменьшения объема клетки.

Умереннаягниль по анатомическои картине сильно отличается от предыдущих. Гифы развиваются' во вторичной оболочке клеточной стен­ки. где они, потребляя целлюлозу, образуют полости, ориентированные спирально или параллельно продоль­ной оси клетки в соответствии с направлением целлюлозных фиб­рилл.

Химические изменения. Пе­стрые и белые гнили являются ре­зультатом гидролиза и окисления ве­щества древесины под воздействием грибных ферментов (гидролаз и ок-сидаз), причем разложению подвер­гаются и целлюлоза и лигнин. В зависимости от вида гриба и стадии процесса соотношение этих двух компонентов древесины может изме­няться. Цвет и структура твердой и мягкой гнили в некоторой степени являются показателем этого соотно­шения. Белый цвет и волокнистость свидетельствуют об относительном возрастании доли целлюлозы. На­оборот, буровато-красный цвет и ме­нее выраженная волокнистость явля­ются доказательством того, что цел­люлоза разрушена больше, чем лиг­нин. Растворимость в щелочи ве­ществ пестрой и белой гнили незна­чительно изменяется. Это свидетель­ствует о почти полном использова­нии грибом продуктов разложения древесины. Пестрые и белые гнили вызываются так называемыми лиг-нинразрушающими грибами.

В бурой гнили процесс разложения древесины подобен мягкому гидроли­зу ее в кислой среде. Разложению подвергаются сначала гемицеллюло-зы, затем целлюлоза вплоть до их полного разрушения. Количество лигнина остается почти постоянным или слегка уменьшается из-за потери метоксильных групп. Вследствие этого содержание лигнина в бурой гнили всегда увеличивается. Раство­римость в щелочи вещества началь­ной и развитой гнили возрастает пропорционально количеству поте­рянной целлюлозы, что указывает на накопление первичных продуктов ее разложения. Бурые гнили вызы­ваются так называемыми целлюло-зоразрушающими грибами.

Выход целлюлозы при варке дре­весины с белой гнилью в целлюлоз но-бумажной промышленности приб­лизительно такой же, как здоровой древесины (в расчете на массу), и качество волокна может быть доста­точно высоким. Выход при варке древесины с бурой гнилью значи­тельно меньше и качество волокна низкое. В производственных услови­ях бурая гниль вследствие повышен­ной хрупкости в некоторой степени отделяется от сырья, и в расчете на массу сырья, попадающего в вароч­ные котлы, выход сохраняется до­вольно высокий.

Умеренная гниль аналогична бурой гнили. Разлагается преимущественно целлюлоза и в меньшей степени лиг­нин. относительное содержание ко­торого увеличивается. Раствори­мость в щелочи увеличивается мед­ленно, но постоянно. Изменение механических свойств. В развитых гнилях всех типов механические свойства древе­сины настолько изменены, что она становится непригодной во всех слу­чаях, где требуется прочность. В начальных стадиях пестрых или бе­лых гнилей древесина мало теряет в прочности (в основном это зависит от вида гриба). В бурой гнили даже в начальной стадии прочность древеси­ны значительно снижена.

Гниение прежде всего сказывается на вязкости, измеряемой удельной работой при ударном изгибе, и этот показатель является более чувстви­тельным, чем потеря массы или плотности. В бурой гнили при потере массы в несколько процентов удар­ная вязкость снижается более чем наполовину первоначальной величи­ны. Испытуемые образцы при разру­шении поперек волокон имеют рако­вистый излом. В пестрой и белой гнилях снижение ударной вязкости проявляется не так резко и быстро, но всегда бывает значительным. Из­лом образцов защепистый.

По мере развития гнили снижается прочность гнилой древесины на ста­тический изгиб, причем в бурой гни­ли в 2—3 раза быстрее, чем в белой и пестрой. После этого снижается прочность на сжатие вдоль волокон. Наименее чувствительным показате­лем гниения оказывается твердость. Вначале твердость уменьшается в

пестрой и белой гнилях быстрее, чем в бурой. Однако после того, как целлюлоза значительно израсходова­на, в бурой гнили твердость резко падает (быстрее, чем в пестрой и белой гнилях).

В умеренной гнили наблюдается резкое уменьшение ударной вязкости прежде, чем становится заметной по­теря массы (так же, как в бурой гнили), и постепенное уменьшение прочности при статическом изгибе, незначительное до тех пор, пока потеря массы не станет очевидной (так же, как в пестрой и белой гнили).

Изменение некоторых дру­гих физических свойств. Дре­весина в пестрой и белой гнили заметно уменьшает плотность и ка­жется очень легкой, а в бурой гнили. теряя массу, менее заметно умень­шает плотность. Плотность гнилой древесины не является надежным показателем ее прочности, посколь­ку последняя всегда меньше, чем здоровой древесины такой же плот­ности. Кроме того, прочность гнилой древесины значительно снижается еще до того, как появляется замет­ное уменьшение плотности. Водопог-лощение древесины сильно увеличи­вается при всех типах гнили.

Усушка и разбухание древесины в пестрой и белой гнилях уменьшается со снижением плотности: гнилая дре­весина практически разбухает так же, как здоровая равной плотности. Усушка и разбухание древесины в бурой гнили, наоборот, увеличивает­ся с началом разложения целлюло­зы, т. е. при потере 10—12% массы, особенно в продольном направлении.

Теплотворная способность древе­сины с пестрой и белой гнилью почти не изменяется в расчете на массу, в то время как с бурой повышается вследствие увеличения относительного содержания лигнина.

Характерные возбудители гнилей разных типов в жи­вых деревьях. Пестрая гниль встречается на хвойных и реже на лиственных породах. Ее характер­ные возбудители: РпеШпи;, рлп, Рп. р)ги уаг. аЫеи^, Згегеит аЫеНпит, Ротп.ор^з аппока, Ро1ух1юШ5 с1гсша-Ш8 уаг. 1пяие1ег (на хвойных). 1попо1и& <1гуорЫ1и8, 81егеит ггичги1о$ит (на дубе).

Белая гниль встречается на ли­ственных и реже на хвойных поро­дах. Ее характерные возбудители:

РЬеШпия )§шапи5, Ротех 1отеп1апи5, 1попоШ5 оЬНяииа, Оапойегта арр1а-паШт (на лиственных), АгтШапе11а теЛеа (на лиственных и хвойных). РЬеШпив гоЬиягиа (на дубе), РЬ. Ьай1-§11 (на пихте).

Бурая гниль встречается на всех хвойных и лиственных породах. Ее характерные возбудители: РоггпТоряз р(гнсо)а, Р. оПютаИв, РЬаео)и8 8сЬ\уе1ш(2п (на хвойных), ЬаеПроги$ хи1рпигеи8 (на хвойных и листвен­ных) Оаейа1еа чиегсша (на дубе), йр(ороги5 Ьегиипия (на березе).

Умеренная гниль встречается на всех древесных породах, но древеси­на мягких лиственных более подвер­жена ей, чем хвойных и твердых лиственных пород. Ее возбудителями являются комплексы грибов (из не­совершенных и сумчатых) и других организмов.

Она характерна для особых эколо­гических условий, возникающих в мокрых конструкциях.

Паразитарные и раневые гнили жи­вых деревьев. Гнили в живых деревь­ях по происхождению можно разде­лить на паразитарные и раневые (Вакин, 1962). Паразитарные гнили в типичном случае начинаются от мертвых сучков, развиваются на ме­сте ядра, спелой древесины или лож­ного ядра и вызываются каким-либо одним грибом, не доводящим древе­сину до полного разложения.

Раневые гнили начинаются от ран и вызываются обычно совокупно­стью сапрофитных грибов и бакте­рий, как правило, доводящих разло­жение до дупла. В первом случае гниение протекает в больших объ­емах, и в результате образуется пе­страя, белая или бурая гниль, во втором—процесс крайне медленный, размеры гнили невелики, у листвен­ных пород иногда ведущим типом разложения бывает умеренная гниль.

Паразитарные гнили можно разде­лить в соответствии с биологически­ми особенностями их возбудителей на гнили, вызываемые грибами-паразитами'. факультативными сап-

рофитами и факультативными пара­зитами.

Паразиты развиваются только на живых деревьях, отмирают при вы­сыхании древесины и не возобновля­ют свою деятельность при ее вторич­ном увлажнении (РЬеШлив 1гети1ае, РЬ. р^п^, ГпопоТик ЯгуорпПиз).

Факультативные сапрофиты разви­ваются на живых деревьях, но могут разрушать и мертвую древесину в сухостое и валеже (Ьае(:1'роги$ ки1-рЬигеик, Рогш1ор81'5 аппояа, Охурошв рориНпих, Пз^иНпа Ьера^са).

Факультативные паразиты развива­ются на сухостое и валеже, но могут разрушать древесину и в живых де­ревьях, где часто бывают «раневы-. ми» паразитами (РотИорях р1тсо1а, • 5роп§1'ре111"5 ЬогеаЛя, Ро1уроги5 §яи-атових, Р. уагшв, Р. р)'с1ре8, АгтШа-пеЛа теПеа, Роте§ готепгагша,Оа-поаегта арр1апагит).

Сапрофиты развиваются только на мертвой древесине. В лесу встреча­ются: Окторогия оаога1и§, Сопо1е11и8 хепаПх, СИоеорЬуиит §ер1апит. Сап-рофиты свойственны не только лес­ным, но и другим экологическим условиям—открытым и закрытым сооружениям.

Приведенное разделение характер­но для лесной зоны европейской части СССР. Оно весьма относитель­но, так как принадлежность вида к одной из групп может быть иной в других природных условиях, а ино­гда даже в других микроклиматиче­ских условиях одной и той же ме­стности. Однако при всей относи­тельности такого разделения дерево-разрушающих грибов по физиологии питания и образу жизни оно важно для правильного использования пора­женной гнилями древесины в дере­вянных конструкциях. Если древеси­ну с гнилью от паразитов можно использовать в дело, не опасаясь продолжения их развития в мертвой древесине, то факультативные сапро­фиты и тем более факультативные паразиты при благоприятных для них условиях, особенно при поддер­жании первоначальной влажности.

Дереворазрушающне грибы не являются ис­тинными паразитами, поскольку живут за счет уже мертвой древесины ствола. могут продолжать свою разруши­тельную деятельность.

Паразитарные гнили поражаютвсебез исключения древесные породы. Раневая гниль также широко распро­странена в лесах и парках. Из хвой­ных пород она наиболее часто пора­жает ель и пихту, несколько меньше лиственницу и еще меньше сосну и кедр. Из лиственных пород наиболее подвержена липа, осина, ясень, в меньшей степени—береза, бук, оль­ха. Дуб и ильмовые породы сравни­тельно стойки против нее.

Расположение гнилей. В зависимо­сти от высоты расположения в дере­ве различают гнили: корневые (до шейки корня), комлевые или напен-ные (до высоты 2 м от шейки корня), стволовые (до высоты начала живой кроны, часто не ниже шейки корня), вершинные (в зоне живой кроны), обществоловые (простирающиеся на всю высоту ствола). При корневых и комлевых гнилях инфекция попадает через корни или раны на нижней части ствола. При стволовой или вершинной гнили заражение чаще всего происходит через мертвые сучки.

По расположению на поперечном разрезе дерева различают следу­ющие гнили.

Ядровые (внутренние, централь­ные, сердцевинные) гнили поражают центральную зону дерева и развива­ ются обычно от центра к периферии. Частным случаем ядровой гнили яв­ляется подзаболонная, располага­ющаяся ближе к периферии ядра, обычно возле раны, и наблюдающа­яся в виде вытянутого по годичным слоям участка наподобие серпа или полумесяца. Ядровые гнили вызыва­ются паразитами и факультативными сапрофитами.

Заболонные (наружные, перифери­ческие) гнили ограничиваются внешними, обычно живыми, частями дерева, развиваются снаружи вглубь и приводят живые деревья к гибели. Характерными возбудителями на ра­стущих деревьях являются: АгппПап-е!1а те11еа, йгхсЫорогик аЫегтик, Сопо1и§ гопатх, В]ег1<ап(1ега аДиа^а. Заболонные гнили чаще появляются в свежесрубленной древесине на складах, а также в сухостое и валеже.

Ядрово-заболонные (боковые, сме­шанные) гнили поражают живые и мертвые участки дерева. Частным случаем является сплошная гниль, занимающая все поперечное сечение ствола. Встречаются на ослабленных и отмирающих деревьях, но чаще на лежалой древесине, а также в дере­вянных конструкциях. В лесу вызы­ваются сапрофитами и многими фа­культативными паразитами, а в дру­гих экологических условиях— сапрофитами.

Ш^Ядро I Гниль

Рис. XIII. Раневая гниль по расположению на поперечном разрезе ствола:

а—гюдзабо-чонная у раны (внизу) и в удалении от раны (вверчу): г)—центральная у раны (внизу) и в удалении от раны (вверху); в—сучковая; г—эксцентрическая

Раневые гнили по форме на попе­речном разрезе ствола наиболее ча­сто бывают сучковыми, подзаболон-ными (луночными), центральными и эксцентрическими (рис. XIII).

При оценке влияния гнилей на свойства древесины имеет значение также скорость разрушения древеси­ны (потеря ее массы или плотности за определенный срок). Вопреки рас­пространенному мнению о значи­тельной активности грибов — возбудителей ядровой гнили они ока­зываются слабыми разрушителями. Глубокие разрушения древесины в ядровых гнилях, обнаруживаемые при рубке древостоя, являются ре­зультатом длительной деятельности грибов. Более активны возбудители заболонных и ядрово-заболонных гнилей. Вследствие этого деятельно­стью первых во время хранения дре весины можно пренеоречь, но вто­рые могут значительно влиять на количество и качество древесины.

При рубке древостоя распростра­нение гнили по стволу (независимо от стадии разрушения) может иметь решающее значение для выхода де­ловой древесины и ее товарной цен­ности .