Москва Издательстве «Лесная промышленность»

Вид материала

Документы

Содержание 2.1.1. Раневая окраска А—для характеристики сортамента (по ГОСТ 2140—71); Б— 3—кольцевое однородное в ядре (спелой древесине); 4— 2.1.2. Патологическая окраска У осины механическая прочность 31). Грибные ядровые пятна и полосы. Стадии гниения.

Подобный материал:

• Программа вступительного экзамена для поступления в магистратуру по профессионально-образовательной, 39.27kb.
• Паспорт инвестиционного проекта, 27.34kb.
• Информация о региональных экспортно-ориентированных предприятиях, 174.9kb.
• Чернобров. "Над пропастью нераскрытых тайн", 4543.26kb.
• Итар-тасс, 16.05kb.
• Каталог, 270.46kb.
• 1 Вводная часть, 154.31kb.
• Секция 4 «лесная биотехнология: от исследований к инновациям», 30.88kb.
• Информация для руководителей предприятий и специалистов общественного питания г. Тулы, 6.2kb.
• Разработка мероприятия : "лесная гостиная"царица северных лесов и ее подруги…", 147.72kb.

2.1.1. РАНЕВАЯ ОКРАСКА

Окраски этого типа возникают в заболонной древесине лиственных пород и наблюдаются в виде уча­стков красноватого, буроватого или коричневатого цветов разных форм и размеров. Они являются результа­том раневой реакции древесины, сущность которой заключается в от­мирании живых паренхимных клеток и образовании в них окрашенных (гуммиподобных. раневых, ядровых) веществ. В древесине с широкими сосудами, сообщающимися с клетка­ми сердцевинных лучей простыми крупными порами (например, в буко­вой и осиновой), образуются тиллы, закупоривающие сосуды ', Раневая реакция происходит при поврежде­нии древесины и любом значитель­ном нарушении водно-газового режи­ма в стволе вследствие старения жи­вых клеток, поражения древесины грибами или проникновения воздуха в сосуды. Подобная реакция направ­лена на защиту живых участков от высыхания или поражения грибами.

Образование тилл является росто­вым процессом, сопровождающимся дыханием (дыхательный коэффици­ент около 1), появление же окрашен­ных веществ является результатом окисления фенолов (бесцветных) в хиноны (бурого цвета), катализиру­емого фенолоксидазами дерева или фенолоксидазами поселившихся в древесине грибов (дыхательный ко­эффициент значительно меньше 1).

Ядрообразование у лиственных по­род с настоящим ядром или побуре-ние заболони при отмирании ее пос­ле рубки дерева являются аналогич-

Механизм раневой реакции древесины хвой­ных пород иной; закупорка водопроводящих путей достигается не образованием веществ и тилл, а выделением смолы и смещением торусов окаймленных пор.

ными раневой реакции процессами, протекающими в сопоставимых спе­цифических условиях. Первое не приводит к образованию порока, пос­кольку настоящее ядро является нормальным явлением вследствие строгой закономерности в появле­нии; второе является пороком и рас­сматривается при описании прелости (побурения) древесины.

По размерам и расположению в стволе можно выделить две раневые окраски: пятнистость и ложное ядро.

Пятнистость. Встречается двух ви­дов: тангентальная и радиальная.

Тангентальная (сосудистая, кольцевая) пятнистость наблюдается на торце в виде пятен шириной, не превышающей годичный слой, вытя­нутых вдоль последнего на 0,1—2 см, на радиальном разрезе—в виде узких, на тангентальном—в виде широких полос, вытянутых вдоль ствола от корней на несколько мет­ров, иногда до вершины ствола. Со­суды в окрашенной древесине заку­порены тиллами, и сокодвижение в них прекращено.

Встречается у бука (рис. 20) и реже у других лиственных пород. У вяза, ильма, береста, дуба бывает в периферической зоне заболони и по­этому как порок древесины не имеет существенного значения. У ильмо­вых пород и дуба является следстви­ем микоза сосудов (у вяза—так на­зываемой голландской болезни) и вызывается паразитными грибами из рода Сега1осу&{.15. Причины образо­вания пятнистости у бука не выясне­ны, однако установлено ее негрибное происхождение (Миллер и Мейер, 1940).

Радиальная пятнистость— местное изменение окраски заболон-ной древесины растущего дерева в виде сравнительно небольших непра­вильной формы участков возле ран и отмерших сучков. На продольных разрезах радиальная пятнистость на­блюдается в виде узких, выклинива­ющихся к обоим концам полос, назы­ваемых челноком. Встречается у всех лиственных пород.

Радиальная пятнистость, распола­гающаяся на поперечном разрезе по окружности, является результатом повреждения коры ранней весной дятлами для добычи сока. Подобное повреждение встречается на осине (рис. 21) и дубе (2усЬа, 1970).

Малая по размерам пятнистость, простирающаяся от прожилок по на­правлению к сердцевине, называется следом от прожилок. Встречается у пород, для которых характерны про­жилки (см. с. 94).

Влияние на качество древе­сины. На механические свойства древесины почти не влияет. Танген­тальная пятнистость изменяет толь­ко внешний вид древесины, радиаль­ная (челнок) длиной свыше 10 см может способствовать растрескива-нию древесины в фанерном шпоне.

Измерение. В круглых лесома­териалах отмечают лишь наличие по­рока. В пиломатериалах размер крупной пятнистости определяют по длине, ширине и глубине (в линей­ных единицах) с учетом количества пятен на 1 м длины или на весь сортимент или в процентах поверхно­сти пласти, занятой пороком. В шпо­не и фанере определяют длину и ширину наиболее крупных пятен или процент поверхности листа, занятой пороком.

Ложное ядро. Внутренняя тем-ноокращенная часть ствола анало­гична настоящему ядру и отличается от последнего непостоянством по времени образования и разнообрази­ем по форме и размерам. На попе­речном разрезе ствола наблюдается в виде центрального (центральное ложное ядро), а иногда более или менее смещенного в сторону (эк­сцентрическое ложное ядро, рис. 22, я) участка темноокрашенной древесины в форме неправильного круга или звезды. Цвет обычно бу­рый или коричневый, иногда с лило­вым, фиолетовым или темно-зеленым оттенком. Как правило, ложное ядро окружено темной кай­мой, реже—более светлой (напри­мер, у березы), чем остальная его часть. Эта так называемая защитная кайма может быть не только на периферии ложного ядра, но и внут­ри, разделяя его на секции (зоны).

На продольных разрезах ложное ядро имеет вид широкой полосы ука­занных цветов, часто ограниченной снаружи и пронизанной внутри про дельными полосами защитной каймы.

По форме на поперечном сечении ствола ложное ядро может быть округлым или звездчатым. Первое характеризуется ровной или слегка волнистой границей, второе— изрезанной или ломаной.

По строению ложное ядро может быть простым (цв. табл. 4, б), зо­нальным или мозаичным. Если лож­ное ядро однородно по цвету и имеет защитную кайму лишь на периферии или если оно состоит не более чем из трех смежных (но не концентри­ческих) участков, разграниченных защитной каймой, оно называется простым или однородным. Это наиболее распространенная форма ложного ядра.

Если в ложном ядре ясно различа­ются два участка, разделенных за­щитной каймой, причем один из них окружает второй в виде кольца, та­кое ложное ядро называется двух­зональным. У бука европейского наружная кольцевая зона представ­ляет собой зону морозного ядра (рис. 22, б). Если в ложном ядре наблюдается несколько зон, вклю­ченных друг в друга и отделенных защитной каймой, такое ядро назы­вается многозональным. Зо­нальность ложного ядра часто соче­тается с мозаичностью. В мозаичном ядре видно множество секций, при­мыкающих друг к другу и отделен­ных защитной каймой.

Зональные и мозаичные ядра ха­рактерны для пород с хорошей попе­речной сообщаемостью годичных слоев, например для бука и клена (рис. 22, в, г). У березы мозаичное ядро имеет иногда спиральную, улит­кообразную форму (цв. табл. 4, в).

Ложное ядро с гнилью ха­рактеризуется неравномерностью в окраске, белыми выцветами или чер­ными линиями. При этом все ядро, или какая-либо его часть, или от­дельные зоны принимают сероватую окраску, теряя красноватые тона (рис. 22, д).

Ложное ядро встречается у ли­ственных пород с нерегулярным яд-рообразованием—так называемых безъядровых (заболонных и спело-древесных), а именно у бука, березы,

ольхи, клена, осины, липы, граба, явора, груши и др. (Вакин, 1966).

Причины возникновения. Природа ложного ядра была предме­том многих исследований (Чернцов, Акиндинов, 1953; Вакин и др.. 1954;

Яценко-Хмелевский, 1954; N00011, 1958; Чернцов, 1961: Вакин, 1966;

21е§1ег, 1968). Процессы, в результа­те которых оно образуется, подоб­ны, с одной стороны, ядрообразова-нию у пород с настоящим ядром (облигатному ядрообразованию, на­пример у дуба, каштана съедобного, ореха грецкого, робинии, ильмовых и др.), с другой стороны— побурению заболони при ранении древесины или внедрении в нее дере-воразрушающих грибов. Поэтому в литературе можно встретить различ­ные мнения о причинах возникнове­ния ложного ядра. Одни считают его нормальным образованием, по при­роде не отличающимся от настояще­го ядра, т. е. результатом факульта­тивного ядрообразования; другие— патологическим явлением или даже начальной стадией гнили.

Можно считать, что ложное ядро является результатом раневой реак­ции древесины в специфических ус­ловиях, причины которой могут быть различны (см. с. 28). Особое явление представляет морозное ядро карпатского бука, образованию ко­торого способствовала морозная зи­ма 1928/29 г.

Влияние на качество древе­сины. Ложное ядро без признаков гнили, т. е. равномерно окрашенное, без светлых выцветов, существенно­го влияния на основные механиче­ские свойства древесины не оказыва­ет, но подобно настоящему ядру изменяет ее некоторые физические свойства (водопроницаемость, усуш­ку, набухание и др.) и имеет в срубленной древесине большую стойкость против гниения по сравне­нию с заболонью.

У бука ложное ядро обладает нес­колько более высокими механиче­скими качествами по сравнению с заболонью (Вакин и др., 1954). Одна­ко у ложного ядра с признаками гнили понижается сопротивление ударному изгибу и способность к загибу. Вследствие закупорки сосу дов тиллами ложное ядро бука плохо пропитывается. Весьма распростра­ненное в западных областях Укра­ины морозное ядро имеет слабоза-тиллованные сосуды и в отношении пропитки мало отличается от заболо-ни. Звездчатое ложное ядро бука при сушке более склонно к растре -скиванию, чем заболонь.

Растрескивание и коробление бере­зовых пиломатериалов, частично имеющих ложное ядро, вызываются различиями заболони и ложного яд­ра в первоначальной влажности (пе­ред сушкой), скорости высыхания и величины усушки. В таком случае пиломатериал толщиной 25 мм мо­жет быть удовлетворительно высу­шен при низкотемпературном режи­ме (Юсупов и др., 1968).

Ложное ядро клена (Асег раеисю-р1а1апи5 Ь.) имеет несколько повы­шенную плотность, пониженный ко­эффициент усушки и одинаковые с заболонью механическую прочность и твердость (Винтонив, 1973). Лишь ложное ядро с темными оттенками в комлевых частях имеет иногда пони­женную плотность и механические свойства.

Простое ложное ядро липы (ТШа согоа1а МШ.) имеет несколько пони­женную плотность, но по прочности при сжатии вдоль волокон и боковой твердости не отличается от заболони и может быть использовано наравне с нею (Беленков, 1963).

Простое ложное ядро ольхи (А1пи5 @1иНпо5а ОаеПЬ.) практически имеет такую же плотность и прочность при сжатии вдоль волокон и при статиче­ском изгибе, как заболонь. Проч­ность при ударном изгибе несколько ниже (В1о851е1<1 а. огЬ., 1967).

В ложном ядре с гнилью происхо­дят изменения физических и механи­ческих свойств, характерные для грибных ядровых пятен и полос (см. с. 34).

Измерение. Измерение таких пороков, как ложное ядро, водослой, грибные ядровые пятна и полосы, гнили, имеет много общего. Прежде всего следует уяснить цель измере­ния—для характеристики лесомате­риала с точки зрения возможного выхода других сортиментов или для определения действительных абсо­лютных и относительных объемов, занятых пороком. На рис. XI показа­ны возможные варианты измерений на торце круглых лесоматериалов.

В первом случае измеряют в ли­нейных единицах или долях диаметра торца наименьшую толщину сердце­винной вырезки', в которую порок

' Наименьшую толщину сердцевинной вырез­ки, в которую вписывается ложное ядро, обычно не определяют.



Рис. XI. Измерение ненормальных окрасок и гнилей на торце круглых лесоматериалов:

А—для характеристики сортамента (по ГОСТ 2140—71); Б—для определения действительного размер;! порока: различное расположение порока на торце: /—сплошное центральное в ядре (спелой древесине): 2—смещенное в периферические слои;

3—кольцевое однородное в ядре (спелой древесине); 4—кольцевое разнородное в ядре (спелой древесине); 5—кольцевое в заболони


может быть вписан (размеры а,, а 2, из и 04). В сырье для лущения (фанерном, спичечном) определяют наименьший диаметр круга, в кото­рый порок может быть вписан, или наименьшую ширину свободной от порока периферической зоны (разме­ры Ь|, Ьз, Ь), Ь4 ИЛИ С], С-2, Сз, С4).

Можно определить лишь площадь, занятую пороком, в процентах от площади всего торца. Порок измеря­ют на том торце, на котором он более выражен.

Во втором случае разнообразные формы порока должны быть приве­дены к форме круга для получения среднего диаметра. Зная продольное распространение порока, вычисляют его объем аналогично тому, как вы­числяют объем дерева в таксации.

В пилопродукции и шпоне измеря­ют глубину, длину и ширину зоны поражения (в линейных единицах или долях соответствующих размеров сортимента). Можно измерять лишь один или два из указанных парамет­ров или определять площадь пораже­ния в процентах от площади соответ­ствующих сторон сортимента.

2.1.2. ПАТОЛОГИЧЕСКАЯ ОКРАСКА

Окраски этого типа появляются в центральных слоях ствола (ядре, ложном ядре или спелой древесине) хвойных и лиственных пород и в отличие от раневых имеют иной цвет и природу. Они предшествуют гнили, сопровождают ее или являются ее начальной стадией. К патологиче­ским окраскам отнесены водослой и грибные ядровые пятна и полосы.

Водослой. Участок древесины, сильно пропитанный водой. Распола­гается на месте ядра, спелой древе­сины, ложного ядра или радиальной пятнистости. Наблюдается на торце непросушенного сортимента в виде мокрых, зимой мерзлых стекловид­ных пятен различной формы и вели­чины, а на продольных разрезах—в виде полос или пятен. Эти полосы и пятна могут быть темно-серыми или серовато-бурыми во влажном состо­янии и серыми или буровато-серыми в сухом (темный водослой) или серыми без темных тонов во влаж­ном состоянии и не отличаться по цвету от окружающей древесины в сухом (светлый водослой). После высыхания на месте водослоя всегда образуются отлупные и мелкие во-лосные трещины.

Из хвойных пород водослой встре­чается у сосны (рис. 23), кедра, особенно часто у ели и пихты, из лиственных—у ильма, тополя, ивы, груши, яблони и является одним из наиболее распространенных пороков осины (рис. 24). Как правило, водо­слой связан с очагами гнили, распо­лагаясь вокруг них подобно чехлу, например у осины—вокруг гнили, вызываемой РЬеИтиа 1гети1ае, у ели—Ротйор81& аппоаа. Но иногда водослой осины может распростра­няться от очагов на расстояние до 5—6 м, поэтому встречаются кряжи и бревна с водослойной древесиной, но без признаков загнивания (рис. ХП).

Водослой ели на месте спелой дре­весины чаще бывает светлым, одно­тонным, с четкой границей по годич­ному слою; окружая гниль, чаще бывает темным, неравномерной ок­раски и с признаками загнивания. Для ели характерен также водослой в сочетании с кренью (Поцелуйко, 1969), который простирается на вы­соту 3—5 м.

Водослой сосны в отличие от водо­слоя ели располагается не массивом, а отдельными пятнами в ядре и достигает высоты 4—6 м, иногда 8—10 м. Водослой ели и сосны распространен в лесах на избыточно увлажненных, заболоченных почвах и часто сопровождается морозными трещинами (Дышловая и Поцелуйко, 1971).

Причины возникновения. У американских видов тополей и иль-мов водослой вызван деятельностью бактерий, в частности, из родов С1о-51пс1шт или МеШапоЪасепит. Это подтверждается резким запахом бро­жения, щелочной величиной рН (НаШеу а. ой>., 1961; Ко&кеЦ а. оШ., 1973), повышенным газовым давлени­ем и образованием метана (2е1ки8, \Уага, 1974), а также споруляцией бактерий, видимой в сканирующий микроскоп (ЗасЬя а. о1Ь., 1974). В СССР бактериальная природа водо­слоя не подтверждена. Так называ емая бактериальная водянка, описан­ная у хвойных (ели и пихты) и лиственных пород (Щербин-Парфененко, 1963), вызывается чаще всего бактерией Егуигпа гпиШуога 5с2.—РаП. и по внешним признакам ближе к раковым язвам.

Предполагают, что причиной водо-слоя осины является деятельность грибов (Полубояринов, 1963). водо­слоя ели и сосны—физиологический механизм всасывания чрезмерного количества воды корнями (Дышло­вая, Поцелуйко, 1971). Кроме того, объясняют водослой проникновени­ем внутрь ствола дождевой воды через незаросшие сучки (ЕгЬепа@е, Мопп, 1962; Костылев, 1973). Ни одна из названных гипотез не под­тверждена экспериментально и не может быть принята безоговорочно.

Влияние на качество древе­сины. По внешним признакам водо­слой сохраняет твердость здоровой древесины, но приобретает характер­ную волокнистую структуру, хоро­шо заметную на расколах и повер­хности отлупных трещин.

Водослойная древесина отличается от нормальной повышенной усушкой и более сильным разбуханием, осо­бенно в радиальном направлении. Ха­рактерно также повышение предела гигроскопичности. Свойство водо­слоя давать после высыхания трещи­ны является наиболее важной отрицательной чертой этого порока. Дре­весина с темным водослоем обычно больше растрескивается, чем со светлым, и имеет худший внешний вид.

У осины механическая прочность водослойной древесины снижается в среднем на 10—20%. Резко уменьша­ется ударная вязкость. По водопро ницаемости водослой занимает про­межуточное положение между забо-лонью и спелой древесиной, проница­емость на отдельных участках силь­но различается. Повышенная спо­собность к водопоглощению может служить причиной утопа кряжей при г сплаве. Те же особенности оказыва­ют отрицательное влияние на ход технологических процессов при хи­мической переработке водослойной древесины, вызывая разжижение растворов, удлинение срока пропит­ки и ее неравномерность (Полубо­яринов, 1964).

У ели и осины физические свой­ства выдержанной водослойной дре­весины сравнительно мало отличают­ся от нормальной, за исключением водопоглощения, которое превышает этот показатель нормальной древеси­ны на 22,5%. Имеется тенденция к ухудшению механических свойств (Поцелуйко, 1971).

Пихтовая древесина с водослоем равноценна нормальной древесине по плотности, прочности при сжатии

вдоль волокон, статическом изгибе (Стоянов, Енчев, 1968) и при удар­ных нагрузках (\У;1сох, 1968).

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

31). 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).

2.1.3. 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).