![]() КАТЕГОРИИ:
АстрономияБиологияГеографияДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника
|
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 .
|