Растрескивание – это любая форма окраски древесины , вызванная грибками . Хотя в основном это происходит в мертвых деревьях , растрескивание может также произойти и в живых деревьях, находящихся в стрессе . Хотя расщепление может привести к потере веса и прочности древесины, мастера по дереву стремятся получить уникальную окраску и узор расщепленной древесины . [1]
Спалтинг делится на три основных типа: пигментация , белая гниль и зональные линии. Расколотая древесина может в разной степени проявлять один или все эти типы. Как лиственные ( лиственные ), так и хвойные ( хвойные ) породы могут расколоться, но зональные линии и белая гниль чаще встречаются на лиственных породах из-за ферментативных различий в грибах белого гниения. Бурая гниль чаще встречается у хвойных деревьев, хотя известно, что одна коричневая гниль, Fistulina hepatica (грибок для бифштекса), вызывает растрескивание лиственных деревьев. [2]
Пигментация возникает, когда грибы производят внеклеточные пигменты внутри древесины. Bluestain также является формой пигментации; однако пигменты синего цвета обычно связаны внутри клеточных стенок гиф . [3] [4] Видимое изменение цвета можно увидеть, если в определенной области сконцентрировано достаточное количество гиф. [5] Пигментирующие грибы, классифицируемые как расщепляющие грибы, разлагают древесину, просто они делают это медленнее (мягкое гниение), чем белые гниющие грибы. [6] [7] Наиболее распространенными группами пигментных грибов являются несовершенные грибы и аскомицеты . [8] Плесневые грибы, такие как Trichoderma spp., не считаются расщепляющими грибами, поскольку их гифы не колонизируют древесину изнутри и не производят ферменты, необходимые для переваривания компонентов клеточной стенки древесины.
Пятнистые белые карманы и эффект отбеливания, наблюдаемый на расколотой древесине, вызваны грибами белой гнили . Эти грибы, встречающиеся в первую очередь на лиственных породах, «отбеливают», потребляя лигнин , который представляет собой слегка пигментированную область клеточной стенки древесины. [9] Некоторая белая гниль также может быть вызвана эффектом, похожим на пигментацию, при котором белые гифы гриба, такого как Trametes versicolor (Fr.) Pil., настолько концентрируются на определенном участке, что создается визуальный эффект. [10]
Как потеря силы , так и потеря веса происходят из-за белой гнили, вызывающей появление «панковской» области, которую часто называют мастера по дереву. Бурая гниль, «неприятный» тип отколов, не разрушает лигнин, создавая таким образом рассыпчатую, потрескавшуюся поверхность, которую невозможно стабилизировать. [5] Оба типа гнили, если их не контролировать, сделают древесину бесполезной.
Темные точки, извилистые линии и тонкие полосы красного, коричневого и черного цветов известны как зональные линии . Этот тип расщепления не возникает из-за какого-либо конкретного типа грибов, а представляет собой зону взаимодействия, в которой разные грибы воздвигли барьеры для защиты своих ресурсов. [8] Они также могут быть вызваны одним грибком. Линии часто представляют собой комки твердого темного мицелия , называемые псевдосклероциальными пластинками. [11]
Сами по себе зональные линии не повреждают древесину. Однако грибы, ответственные за их создание, часто это делают. Спальтовую древесину также иногда называют паутинной древесиной.
Условия, необходимые для расщепления, такие же, как и условия, необходимые для роста грибов: фиксированный азот, микроэлементы , вода, теплая температура и кислород. [5] [12]
Вода: древесина должна быть насыщена влагой до 20% или выше, чтобы произошла колонизация грибков. Древесине, помещенной под воду, не хватает кислорода, и колонизация не может произойти. [13]
Температура: Большинство грибов предпочитают теплые температуры от 10 до 40 °C, [13] при этом быстрый рост происходит при температуре от 20 до 32 °C. [14]
Кислород: Грибам не требуется много кислорода, но такие условия, как заболачивание, замедляют рост. [15] [16]
Время: разным грибам требуется разное количество времени для заселения древесины. Исследования, проведенные на некоторых распространенных грибах, вызывающих расщепление, показали, что Trametes versicolor в сочетании с Bjerkandera adusta потребовалось восемь недель, чтобы расщепить кубики Acer saccharum размером 1,5 дюйма (38 мм) . [1] Колонизация продолжала прогрессировать и после этого периода времени, но структурная целостность древесины была нарушена. То же исследование также показало, что Polyporus brumalis в сочетании с Trametes versicolor потребовалось 10 недель, чтобы расколоть кубики одинакового размера.
Департамент природных ресурсов штата Огайо обнаружил, что светлая древесина лиственных пород обладает лучшей способностью к расслоению. [17] Некоторые распространенные деревья этой категории включают клен ( виды Acer ), березу ( виды Betula ) и бук ( виды Fagus ). Однако недавние исследования показывают, что сахарный клен ( Acer saccharum ) и осина ( Populus sp.) предпочитают как белая гниль, так и пигментные грибы. [18] [19]
Один из наиболее сложных аспектов расщепления заключается в том, что некоторые грибы не могут заселить древесину в одиночку; они требуют, чтобы им предшествовали другие грибы, чтобы создать благоприятные условия. Грибы развиваются волнами первичных и вторичных колонизаторов, [4] где первичные колонизаторы первоначально захватывают и контролируют ресурсы, изменяют pH древесины и ее структуру, а затем должны защищаться от вторичных колонизаторов, которые затем имеют способность колонизировать субстрат. [4] [20]
виды Ceratocystis . (Ascomycetes) содержит наиболее распространенные грибы с синими пятнами . [21] Другие пигментирующие грибы включают Chlorociboria aeruginascens , Chlorociboria aeruginosa , Scytalidium cuboideum и Scytalidium ganodermophthorum . [22] Trametes versicolor (Basidiomycetes) встречается по всему миру и представляет собой быструю и эффективную белую гниль лиственных пород. [4] Xylaria polymorpha (Pers. ex Mer.) Grev. Известно, что (Ascomycetes) отбеливает древесину, но он уникален тем, что это один из немногих грибов, которые образуют зональные линии без какого-либо антагонизма со стороны других грибов. [23]
Первые лабораторные работы по расщеплению были проведены в 1980-х годах в Университете Бригама Янга . Метод улучшения обрабатываемости расколотой древесины с использованием метилметакрилата был разработан в 1982 году [24] , а в 1987 году было идентифицировано несколько грибов белой гнили, ответственных за образование зональных линий. [25] Текущие исследования в Мичиганском технологическом университете выявили конкретные периоды времени, в которые будут взаимодействовать определенные грибы, вызывающие расщепление, и сколько времени понадобится этим грибам, чтобы сделать древесину бесполезной. [1] Исследователи из этого университета также разработали тест для оценки обрабатываемости расколотой древесины с помощью универсальной испытательной машины. [26]