Гриб , разрушающий древесину , или ксилофаг, — это любой вид гриба , который переваривает влажную древесину , вызывая ее гниение . Некоторые виды грибов, разрушающих древесину, например бурая гниль, поражают мертвую древесину, а некоторые, например Armillaria (опята), являются паразитами и колонизируют живые деревья. Чрезмерная влажность древесины выше точки насыщения волокна необходима для колонизации и размножения грибков. [1] В природе этот процесс вызывает распад сложных молекул и приводит к возврату питательных веществ в почву. [2] Грибы, разрушающие древесину, по-разному поедают древесину; например, некоторые разрушают углеводы в древесине, а некоторые разлагают лигнин . Скорость разложения деревянных материалов в различных климатических условиях можно оценить с помощью эмпирических моделей. [3]
Грибы, вызывающие гниение древесины, можно классифицировать по типу гниения, которое они вызывают. Наиболее известные виды — бурая гниль , мягкая гниль и белая гниль . [4] [5] Каждый из них производит разные ферменты, может разлагать разные растительные материалы и может колонизировать разные экологические ниши. [6] Бурая гниль и мягкая гниль переваривают целлюлозу и гемицеллюлозу дерева , но не лигнин; белая гниль переваривает и лигнин. Остаточные продукты разложения в результате действия грибков имеют переменный pH, растворимость и окислительно-восстановительный потенциал. Со временем эти остатки проникают в почву и отложения, поэтому могут оказать заметное воздействие на окружающую среду в этом районе. [6]
Грибы древесного гниения считаются ключевыми видами лесных экосистем [7] , поскольку процесс разложения валежной древесины создает новые места обитания для других видов, помогает в переработке питательных веществ, участвует в транспортировке и преобразовании энергии и обеспечивает пищу другим видам. [8] Они также используются в качестве видов-индикаторов для природоохранных проектов.
Грибки гниения древесины зависят от древесины. Из-за лесного хозяйства, вырубки деревьев и удаления гниющей древесины многие виды классифицируются как находящиеся под угрозой исчезновения. [9] [10]
Грибы бурой гнили разрушают гемицеллюлозу и целлюлозу , образующие структуру древесины. Целлюлоза расщепляется перекисью водорода (H 2 O 2 ), которая образуется при распаде гемицеллюлозы. [4] Поскольку перекись водорода представляет собой небольшую молекулу , она может быстро диффундировать через древесину, что приводит к гниению, которое не ограничивается непосредственным окружением грибковых гиф . В результате этого типа гниения древесина сжимается, приобретает коричневый цвет и раскалывается на куски примерно кубической формы - явление, называемое кубическим разрушением. Грибы некоторых видов удаляют из древесины соединения целлюлозы, в результате чего древесина становится коричневой. [ нужна цитата ]
Бурую гниль в сухом, рассыпчатом состоянии иногда неправильно называют вообще сухой гнилью . Термин « коричневая гниль» заменил общее использование термина «сухая гниль» , поскольку для разложения древесина должна быть влажной, хотя позже она может стать сухой. Сухая гниль — это общее название некоторых видов грибов, вызывающих коричневую гниль. Грибы бурой гнили, имеющие особое экономическое значение, включают Serpula lacrymans (настоящая сухая гниль), Fibroporia vaillantii (минный гриб) и Coniophora puteana (подвальный гриб), которые могут поражать древесину в зданиях. Другие грибы бурой гнили включают серный шельф , Phaeolus schweinitzii и Fomitopsis pinicola . [11]
Грибковое разложение бурой гнили характеризуется обширным деметилированием лигнинов, тогда как белая гниль имеет тенденцию давать низкие выходы молекул с деметилированными функциональными группами. [12] В тропическом климате или в южных умеренных зонах грибов бурой гнили очень мало . Большинство грибов бурой гнили имеют географический ареал к северу от тропика Рака (23,5° широты), и большинство из них встречается к северу от 35° широты, что соответствует примерно бореальному распространению. Эти грибы бурой гнили между 23,5° и 35° широты обычно встречаются на больших высотах в регионах сосновых лесов или в регионах хвойных лесов , таких как Скалистые горы или Гималаи . [13]
Грибы мягкой гнили выделяют из своих гиф целлюлазу — фермент, расщепляющий целлюлозу древесины. [4] Это приводит к образованию микроскопических полостей внутри древесины, а иногда и к обесцвечиванию и растрескиванию, напоминающему бурую гниль. [4] [5] Грибам мягкой гнили необходим фиксированный азот для синтеза ферментов, которые они получают либо из древесины, либо из окружающей среды. Примерами грибов, вызывающих мягкую гниль, являются Chaetomium , Ceratocystis и Kretzschmaria deusta . [ нужна цитата ]
Грибы мягкой гнили способны колонизировать условия, которые обычно слишком жаркие, холодные или влажные для обитания коричневой или белой гнили. Они также могут разлагать древесину, содержащую высокий уровень защитных соединений, устойчивых к биологическому воздействию; кора многих древесных растений содержит высокую концентрацию дубильных веществ , которые трудно разлагать грибам, а также суберина , который может действовать как микробный барьер. [14] Кора действует как форма защиты наиболее уязвимой внутренней части растения. [14] Грибы мягкой гнили, по-видимому, не способны разлагать вещества так же эффективно, как грибы белой гнили, поскольку являются менее агрессивными разлагателями. [6]
Грибы белой гнили — это тип грибов, включающий агаромицеты , базидиомицеты и некоторые аскомицеты , которые способны разлагать многие виды деревьев. В настоящее время признано, что сапротрофные взаимодействия оказывают глубокое воздействие на лесные биомы. [15] Грибы белой гнили характеризуются способностью расщеплять лигнин, целлюлозу и гемицеллюлозу древесины. В результате этой способности грибы белой гнили считаются жизненно важным компонентом углеродного цикла из-за их способности получать доступ к пулам углерода, которые в противном случае остались бы недоступными. Название «белая гниль» происходит от белого цвета и гниющей текстуры оставшейся кристаллической целлюлозы из древесины, разложившейся этими грибами. [16] Большая часть знаний о грибах белой гнили получена из Coriolus versicolor и Phanerochaete chrysosporium . [17] Грибы белой гнили активно участвуют в межвидовой конкуренции , кульминацией которой является эволюция специфичности катаболизма лигнина . Текущее и будущее применение грибов белой гнили в качестве потенциального компонента микоремедиации заслуживает более тщательного изучения этих сапротрофов. [18]
По сравнению с другими сапротрофами, грибы белой гнили обладают особой способностью расщеплять лигнин на более мелкие, более поддающиеся переработке молекулы. Лигнин — это биополимер, который в сочетании с целлюлозой образует лигноцеллюлозный комплекс — важный комплекс, придающий прочность и долговечность клеточным стенкам растений. Лигнин представляет собой макромолекулу, образующуюся из комбинации многих фенольных ароматических групп посредством окислительного сочетания . Из-за своей высокой стабильности лигнин не поддается простому разложению. В результате грибы белой гнили используют ряд ферментов, которые расщепляют лигнин на более мелкие ароматические кольца. Относительное содержание фенилпропаналкильных боковых цепей лигнина обычно уменьшается при разложении грибами белой гнили. [12] Поскольку лигнин является специализированным источником питания грибов белой гнили, важно понимать два разных пути катаболизма.
Первый способ, которым грибы белой гнили могут разрушать лигнин, включает катализируемую пероксидазой атаку с высоким окислительно-восстановительным потенциалом на гемовый карман, тем самым снижая стабильность лигнина. Процесс начинается с создания внеклеточной перекиси водорода (H 2 O 2 ), процесс завершается глиоксальоксидазой (GLX). Внеклеточная перекись водорода может быть ответственна за создание гидроксильного радикала (·OH) посредством реакции Фентона : Fe 2+ + H 2 O 2 → Fe 3+ + ·OH + OH - [19] Пероксидазы, используемые для окисления лигнина, представляют собой лигнинпероксидазу. (LiP), пероксидаза марганца (MnP) и универсальная пероксидаза (VP). [20] Эти пероксидазы обычно называют грибковыми пероксидазами II класса (POD). Исследования показывают, что может существовать еще одна группа ферментов ПОД: базальные пероксидазы, включая новую пероксидазу (NoP). NoP плаценты Postia характеризуется неспособностью связывать Mn 2+ и низким окислительно-восстановительным потенциалом. [21] PODs развились у общего предка грибов с белой гнилью, коричневой гнилью и микоризных грибов, но эти семейства ферментов претерпели вторичную утрату или сокращение в последних двух группах. [22] LiPs представляют собой оксидоредуктазы, специфичные для деградации лигнина. VP представляют собой класс пероксидазы, который сочетает в себе элементы как LiP, так и MnP. LiP и VP специфичны для архитектуры гемовых продуктов, что позволяет осуществлять прямое окисление бензольных групп независимо от связей. [23] Прямое окисление бензольных групп приводит к созданию нестабильного ароматического радикала. Однако перекись водорода, связанная с гемовой группой в гемовом кармане, не может получить доступ к объемистому лигнину из-за стерических препятствий. В результате ферменты LiP и VP создают на поверхности своего белка радикал триптофана , который обеспечивает перенос электронов на большие расстояния от ароматического субстрата к активированному кофактору. [24]
Второй механизм расщепления лигнина включает лакказу , оксидазу с низким окислительно-восстановительным потенциалом, неспособную к прямой атаке. Лакказу можно использовать как для разрушения, так и для образования лигнина. Он расщепляет лигнин путем восстановления кислорода, создавая свободный радикал, который позволяет гидроксильному радикалу (·OH) атаковать кольцо и откладывать спиртовую группу (OH). Далее следует депротонирование, приводящее к разрыву связи CC (арил-альфаС) на два ароматических кольца. Эти продукты попадают в гифы грибов и подвергаются дальнейшему расщеплению посредством катаболических процессов. После разрушения комплекса лигнина могут проникнуть другие сапротрофы и начать разлагать вновь созданные продукты. [16] Конечными продуктами этих преобразований являются углекислый газ и вода. Хотя известно, что грибы бурой гнили также могут воздействовать на лигнин, они способны только модифицировать его, но не способны полностью перерабатывать его, за некоторыми исключениями. [19] Способность разлагать лигнин, которая ранее предполагалась только у грибов белой гнили, имеющих стручки, была обнаружена у Botryobasidium botryosum и Jappia argillacea , двух грибов с коричневой гнилью, у которых отсутствуют стручки. Хотя общий путь в настоящее время неизвестен, исследования подтверждают существование ряда признаков, которые разделяют два типа грибов, а не отдельные категории. [25]
Хотя грибы белой гнили специализируются на катаболизме лигнина, они также способны метаболизировать другие распространенные органические формы углерода, такие как целлюлоза. Целлюлоза также является трудоёмкой для расщепления молекулой. [26] Во-первых, целлобиогидролазы, обнаруженные у всех грибов белой гнили, гидролизуют 1,4-бета-D-гликозидные связи, частично разлагая целлюлозу. [27] Ферменты GH61 инициируют медь-зависимую окислительную (LPMO) атаку кристаллической целлюлозы. LPMO усиливают деградацию, активируя кислород с помощью медьсодержащей гистидиновой скобки, которая увеличивает активность гликозидгидролазы, эффективно снижая стоимость активации реакции, делая расщепление намного дешевле и, следовательно, более выгодным для грибов. [26] Продуктами расщепления являются глюкоза и целлобиоза. Другой метод заключается в том, что эндоглюканазы гидролизуют целлюлозу в случайных точках до того, как целлобиогидролазы расщепят цепи, в результате чего образуется целлобиоза. В конце обоих процессов бета-глюкозидазы дополнительно катаболизируют целлобиозу в глюкозу. [16]
Другим основным источником питания грибов белой гнили является гемицеллюлоза , гетерополимер, подобный целлюлозе, который не катаболизируется исключительно грибами белой гнили. Преобладающей гемицеллюлозой, обнаруженной в мягких породах деревьев, является галактоглюкоманнан, молекула, состоящая из b-1,4-связанных единиц D-маннопиранозы и D-глюкопиранозы. Эндо-1,4-bD-манназа разрывает предшествующие связи по основной цепи галактоглюкоманнана. [28] Недавние исследования показали, что LPMO, которые ранее считались используемыми только для расщепления целлюлозы, также оказались важными в катаболизме гемицеллюлозы в сочетании с ферментами гликозидгидролазы (GH). [29] Наличие грибов, не вызывающих белую гниль, которые катаболизируют целлюлозу и гемицеллюлозу, приводит к созданию межвидовой конкуренции за доступ к этим ресурсам. Понимание методов, которые грибы белой гнили используют для доминирования над ресурсом и предотвращения конкуренции, станет важным аспектом понимания грибов белой гнили. [ нужна цитата ]
Поскольку грибы белой гнили — не единственные сапротрофы, способные получать доступ к целлюлозе и гемицеллюлозе, возникает конкуренция. Исследователи попытались оценить влияние конкуренции на грибы белой гнили. Они сообщили, что в стерильной среде без присутствия конкурентов микробиоты грибы белой гнили имели хороший рост, но в почве с естественной микробиотой рост белой гнили был переменным. Несмотря на то, что грибы белой гнили имеют очень специализированный процесс приобретения углерода, они по-прежнему уязвимы для конкурентов. Исследователи пояснили, что выживаемость грибов белой гнили зависит от их способности защищать лигноцеллюлозный субстрат от воздействия почвенной микробиоты и от его способности закрепляться в толще почвы. Эти результаты показывают, что грибы белой гнили и почвенная микробиота остаются в значительной степени антагонистическими во взаимодействиях, и только высококонкурентные виды Pleurotus способны утвердиться лишь с незначительным негативным воздействием со стороны почвенной микробиоты. Менее конкурентоспособные грибы белой гнили либо не смогли развиться, либо произвели более низкие концентрации ферментов, связанных с дыханием. Успешные взаимодействия характеризуются тем, какой микроб прибудет первым и закрепится. [30]
Грибы бурой гнили и грибы белой гнили имеют сходные межвидовые мицелиальные взаимодействия. Когда виды грибов белой гнили занимали одного и того же хозяина, образовывались отдельные районы, известные как «колонны распада». Взаимодействия были классифицированы как межвидовая конкуренция. [31] Когда возникает конкуренция, возникают два важных результата: «тупик», когда ни один вид не может доминировать над другим; и «замена», когда один вид достиг полной колонизации и вытеснил другой. Другое исследование отметило третий вариант: «взаимную замену», когда грибы успешно захватили одну территорию и одновременно потеряли другую. [32] Было отмечено, что мутуализм между двумя грибами белой гнили встречается очень редко. [31]
Результаты показали важное различие между первичной конкуренцией, то есть конкуренцией за колонизацию незанятой территории, и антагонистическим захватом и защитой территории. Многие конкурентные взаимодействия были «интранзитивными», то есть во взаимодействиях участвовало более двух видов грибов, каждый из которых часто использовал свой антагонистический механизм, который давал ему преимущество перед одним видом, но невыгодное перед другими. Исследования также подчеркнули важность факторов окружающей среды, включая температуру, водный потенциал и взаимодействие беспозвоночных, влияющих на конкуренцию. Результаты показали, что конкуренция усиливает распад, поскольку конкуренция обходится дорого, а сапротрофам необходим доступ к большему количеству ресурсов для ее финансирования. Аналогичным образом, темпы разложения увеличились в небольших регионах, где природные ресурсы были ограничены и острая конкуренция. Интересно, что, хотя грибы бурой гнили не способны разлагать лигнин, относительно энергетически дорогую молекулу, грибы бурой гнили были немного более конкурентоспособны, чем грибы белой гнили, поскольку они все еще могли получить доступ к относительно более дешевой целлюлозе и гемицеллюлозе и тратить больше энергии на конкуренция и меньше извлечения питательных веществ. [32] Дополнительные доказательства того, что грибы белой гнили обладают долгосрочными преимуществами, были обнаружены в исследовании, которое установило, что для проникновения грибков белой гнили в древесную щепу требуется больше времени, чем для подстилки листвы. Собранные ими данные о потере массы белой гнили имели сигмовидную форму. Это открытие предполагает, что, хотя грибы белой гнили не так конкурентоспособны в разложении углерода из обычных источников, как другие разлагатели в течение первого года, они оказались более конкурентоспособными через год из-за своей специальной способности получать доступ к углероду из лигнина. [33]
Конкуренция ограничивается не только между грибами. Присутствие грибов белой гнили, в данном случае Hypholoma fasciclee и Resinicium bicolor , на стерилизованных брусках бука привело к снижению количества обитающих в древесине бактерий, хотя лигнин не является источником пищи для этих бактерий. [34] Это открытие указывает на антагонистические отношения между грибами белой гнили и бактериями, которые конкурируют за целлюлозу и гемицеллюлозу, а также на существование бактерицидного и бактериостатического оружия , используемого грибами белой гнили против бактерий-конкурентов. Хотя механизм неизвестен, исследователи предположили, что грибы белой гнили могут использовать ферменты, разлагающие лигнин, гидроксильные радикалы и ариловые спирты для создания токсичной среды. Дальнейшие манипуляции с окружающей средой включали выпуск стручков для снижения pH и создания более кислой среды обитания. [ нужна цитация ] Полученный вывод заключается в том, что пероксиды не только делают лигнин доступным, но и создают более доступную среду для конкуренции грибов белой гнили. Даже при наличии специализированного катаболического механизма конкуренция остается высокоселективной силой в эволюции белой гнили.
Понимание эволюционного развития грибов белой гнили основано на эволюции катаболизма лигнина. Лигнин является предшественником разработки угля. В каменноугольном периоде (360–300 млн лет назад) и перми (300–250 млн лет назад) наблюдалось очень высокое накопление углерода. Однако ближе к концу перми произошло резкое снижение накопления углерода. Грибы белой гнили и их способность расщеплять лигнин возникли в конце пермского периода. [35] Исследователи попытались реконструировать эволюцию сапротрофных способностей. Результаты показали, что сапротрофы белой гнили были общими предками грибов бурой гнили и эктомикоризы (ECM), но что в последних двух группах гены, кодирующие POD, были потеряны. [36]
Чтобы получить представление об эволюции лигнолитических пероксидаз, исследователи воскресили предковые лигнолитические пероксидазы из Polyporales , отряда базидиомицетов, появившегося 150 млн лет назад, и проанализировали линию от этого предка до современного P. chrysosporium . Одним из основных открытий было то, что предковая универсальная пероксидаза (AVP) не была способна эффективно функционировать при низком pH, что характерно для современных LiP. Результаты также показали, что AVP обладает гораздо более широкой субстратной специфичностью, потеря которой является эволюционной ценой развития дальнейшей специфичности. [37]
Ранние пероксидазы были неспособны напрямую разлагать лигнин и полагались на катионы металлов для разделения фенольных групп. Лишь позже пероксидазы приобрели способность использовать триптофанильный радикал, взаимодействуя с объемистым полимером на поверхности пероксидазы, для атаки нефенольного лигнина. Эти результаты подчеркивают важность учета эволюции растений при анализе эволюции гриба белой гнили. Исследователи отмечают, что стенки растительных клеток неуклонно увеличиваются и свидетельствуют о конвергентной эволюции. Стручки белой гнили также продемонстрировали конвергентную эволюцию. Поскольку стенки растительных клеток стали более эффективными, то же самое произошло и с пероксидазами, которые их разрушают. [38]
Исследователи попытались глубже понять эволюционное развитие грибов белой гнили с помощью биоинформатики. Они проанализировали шестьдесят два генома агарикомицетов белой, бурой гнили, ЕСМ и других способов питания. Учитывая, что и белая, и коричневая гниль обладают общей способностью расщеплять целлюлозу и гемицеллюлозу, они предполагают, что стручки развились после целлюлолитических ферментов и что механизмы белой гнили были разработкой, основанной на уже существующей сапротрофной модели, а не только на использовании ПОД. [39] Понимание эволюционного развития грибов белой гнили дает представление о различных потенциальных способах их использования. [ нужна цитата ]
Грибы белой гнили исторически ценились в качестве пищи, но в последние годы исследование их ферментативных способностей выявило потенциал грибов белой гнили в очищении окружающей среды. Грибы белой гнили уже давно стали основным продуктом питания человека и остаются важным источником питания для людей во всем мире. Грибы белой гнили коммерчески выращиваются в качестве источника пищи – например, гриб шиитаке , который в 2003 году составлял примерно 25% от общего объема производства грибов. [40] Из-за важной способности грибов белой гнили разлагать лигнин, они все чаще исследуются в качестве потенциальных источников в приложениях микоремедиации, приложениях, направленных на удаление органических загрязнителей из окружающей среды. Исследованы все три ферментных типа разложения лигнина (LiPs, MnP и лакказа). При изучении Phanerochaete chrysosporium , Trametes versicolor , Bjerkandere adusta было установлено, что грибы белой гнили разлагают хлорированные ароматические углеводороды ( CAH ), ДДТ , линдан , полициклические ароматические углеводороды , полихлорированные бифенилы , PCP , полихлорированные дибензо(p)диоксины и азокрасители . и Pleurotus ostreatus . [30] Отмеченные ограничения грибов белой гнили в качестве очистителей загрязняющих веществ связаны с трудностями приживления грибов в неестественных условиях. Другие применения включают биосорбцию — процесс, в котором биомасса используется для удаления растворенных отходов, предотвращая загрязнение. Исследователи изучили влияние грибов белой гнили на поглощение ионов тяжелых металлов через альгиновую кислоту , линейный полисахарид, состоящий из 1,4-связанной бета-D-маннуроновой и альфа-L-гулуроновой кислот. Результаты исследования показали, что гриб Fungalia trogii способен биосорбировать Hg 2+ , Cd 2+ и Zn 2+ в средах с низким pH. [41] Потенциальное установление грибов белой гнили в качестве стабильного микоремедиатора остается важным будущим открытием. Грибы белой гнили остаются важным источником огромного нереализованного потенциала.
Особый способ придать выращенной древесине необычную структуру — заражение ее паразитическим грибком путем хранения во влажной среде ( грибковое гниение ). Гриб проникает в слои древесины и изменяет характер клеток . Этот процесс создает индивидуальные узоры и оттенки цвета. Обработанная таким образом древесина прекрасно подходит для изготовления всевозможных дизайнерских предметов. Чтобы стабилизировать структуру древесины, ослабленную грибком, в материал обычно вводят смолы или пластмассы с помощью специальных вакуумных процессов. Это также убивает остаточный грибок после достижения желаемого рисунка, тем самым предохраняя древесину от дальнейшего поражения грибком. [42]
Специальный процесс обледенения древесины бука приводит к результатам, аналогичным результатам, полученным при грибковом разложении. После замачивания древесины ее замораживают, а затем сушат. В результате получается очень светлая древесина с почти черной текстурой . Этот результат, который также встречается в природе очень редко, называется ледяным буком . [43] [44]
Естественная долговечность — это присущая древесине способность переносить и противостоять грибковому разложению и атакам насекомых , таких как жуки-древоточцы и термиты , а также морские организмы . [45] Эта защитная функция обусловлена особыми биологическими соединениями, называемыми экстрактивными веществами , которые токсичны для организмов, разрушающих древесину. По мере роста дерева заболонь превращается в сердцевину , что приводит к физическим и химическим изменениям в древесине. [46] В результате проницаемость снижается, а естественная долговечность увеличивается. Таким образом, экстрактивные вещества, отвечающие за природную долговечность, в основном присутствуют в сердцевине древесины, хотя в небольших количествах они могут содержаться и в заболони. [47] Из сердцевины естественно устойчивых к гниению деревьев были выделены различные химические вещества, которые оказались защитными средствами, включая полифенолы , лигнаны (например , гмелинол , поликатиновая кислота ), флавоноиды (например, мескитол ), трополоны (например, хинокитиол и другие туяплицины ). , сесквитерпеноиды (например, α-кадинол ). [48] [49] Естественная долговечность варьируется в зависимости от породы деревьев, географических регионов, условий окружающей среды, стадии роста и увеличивается с возрастом. Таким образом, некоторые деревья более устойчивы к грибковым заболеваниям и насекомым, а их древесина служит дольше, чем у других деревьев. Примечательно, что древесина этих деревьев остается прочной в течение длительного периода времени, даже около столетия, поэтому на протяжении веков они использовались как надежный строительный материал. Поскольку молодые деревья не производят достаточного количества защитных химикатов, некоторые деревья в раннем возрасте вырастают с полым гнилым стволом. [50] Однако древостои старых деревьев более долговечны, чем древостои вторичного роста . [51] Виды деревьев, обладающие значительной естественной долговечностью, включают Lagarostrobos Franklinii (сосна Хуон), Intsia bijuga (ipil), некоторые виды эвкалипта ( железной коры ), Podocarpus totara (totara), Vitex lucens (puriri), Agathis australis (kauri) и деревья семейства Cupressaceae , такие как Chamaecyparis obtusa (кипарисовик Хиноки), Thuja plicata(Западный красный кедр), Thujopsis dolabrata (Hinoki asunaro), Juniperus cedrus (можжевельник Канарских островов), Cedrus atlantica (атласский кедр), Chamaecyparis taiwanensis (тайваньский кипарис) и другие. [52]
Согласно стандартам EN 350:2016 APA – Ассоциации инженерной древесины , устойчивость древесины и изделий из древесины к грибковому разложению можно разделить на пять категорий: очень прочная (DC1); прочный (DC2); умеренно прочный (DC3); немного прочный (DC4); и не долговечный (DC5). Устойчивость к атакам насекомых можно отнести к категории долговечных (DC D); умеренно прочный (ДЦ М); и не долговечный (DC S). [45] Как правило, сердцевина прочных пород деревьев считается очень прочной, тогда как заболонь всех пород деревьев считается недолговечной и наиболее уязвимой. [ нужна цитата ]
Для придания древесине большей долговечности и защиты от гниения был разработан широкий выбор средств для консервации древесины. Древесину можно обрабатывать в зависимости от цели (биологическая защита, например, от грибков, насекомых, морских организмов) и окружающей среды (внутри, снаружи, над землей, в земле, в воде) ее использования. [53] Консерванты для древесины включают хроматированный арсенат меди (CCA), четвертичную щелочную медь (ACQ), азол меди (CuAz), бораты , силикат натрия и калия , консерванты на масляной основе, такие как креозот и пентахлорфенол , легкие консерванты на основе органических растворителей (LOSP). ), пропиконазол - тебуконазол - имидаклоприд , эпоксидные смолы, ацетилирование древесины, естественная или биологическая консервация, такая как обработка теплом ( термически модифицированная древесина ), грязью , тунговым маслом , пропитка с использованием биополимеров из сельскохозяйственных отходов ( биологическая модифицированная древесина ), покрытие древесины медные оболочки и т. д. Обработка древесины натуральными экстрактами, полученными из устойчивых к гниению деревьев, такими как хинокитиол , дубильные вещества и древесные экстракты, является еще одним перспективным экологически чистым методом консервации древесины. [54] [55] [56] [57] [58] Чем более проницаема древесина, тем легче ее обрабатывать. Согласно стандартам EN 350:2016, обрабатываемость древесины можно разделить на четыре уровня: (1) легко поддается обработке; (2) умеренно легко поддается лечению; (3) трудно поддается лечению; и (4) чрезвычайно трудно поддается лечению. [45]
За прошедшие годы возникло множество опасений относительно содержания мышьяка и хрома в CCA . В 1986 году Агентство по охране окружающей среды США (EPA) признало мышьяк канцерогеном для человека. [59] Загрязнение воды мышьяком и его соединениями является серьезной проблемой общественного здравоохранения, а их попадание в окружающую среду и загрязнение почвы является еще одной экологической проблемой. [60] [61] Во всем мире были предприняты различные нормативные меры, чтобы ограничить их использование в деревообрабатывающей промышленности, особенно в древесине для жилищного использования. К концу 2003 года Агентство по охране окружающей среды США и лесная промышленность согласились прекратить использование CCA при обработке древесины для жилых помещений. [62] Его использование также запрещено в Канаде , Австралии и Европейском Союзе . [63] [64] [65]
{{cite journal}}
: Требуется цитировать журнал |journal=
( помощь ){{cite journal}}
: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )