Сосна как материал для деревянных лестниц. Породы древесины. Дефекты формы ствола
На древесину в процессе эксплуатации воздействует целый ряд факторов окружающей среды, приводя к ее старению и разрушению. Среди них: климатические (УФ - излучение, влажность, ветровые нагрузки, кислород воздуха) и биологические (грибные поражения, поражения насекомыми, бактериями, водорослями).
Процесс деструкции заложен самой природой для поддержания экологического равновесия, поэтому в естественных условиях древесина, с течением времени, разрушается до углекислого газа и воды - самых простых химических соединений
Изменение свойств древесины под
воздействием внешних факторов
Влияние сушки
В процессе сушки на сырую древесину происходит воздействие пара, нагретого сухого и влажного воздуха, токов высокой частоты других факторов, приводящих в конечном результате к снижению содержания свободной и связанной влаги.
Правильно проведенная камерная сушка древесины дает материал, вполне равноценный получаемому в результате атмосферной сушки. Но если высушивать древесину в камерах слишком быстро и при высокой температуре, то это не только может привести к растрескиванию и значительным остаточным напряжениям, но и оказать влияние на механические свойства древесины.
Согласно исследованиям, при высокотемпературной сушке с конечной температурой в камере 105-110°С продолжительность сушки сокращается в 1,5-2 раза по сравнению с продолжительностью атмосферной сушки, но прочность древесины сосны (в досках толщиной 30-60мм) снижается при сжатии вдоль волокон на 0,8-8,7%, радиальном скалывании на 1-12%. Ударная вязкость снижается на 5-10,5%.
Влияние высокотемпературной сушки изучалось многими исследователями. Несмотря на противоречивость выводов, вызванную разным подходом к истолкованию результатов исследований, эти работы показали, что высокотемпературная сушка приводит к ухудшению механических свойств древесины.
Продолжительность сушки резко сокращается при использовании электромагнитных колебаний СВЧ. Однако степень специфического влияния этого фактора на свойства древесины изучена не до конца.
Влияние повышенных температур
Повышение температуры вызывает снижение показателей прочности и других физико-механических свойств древесины. При сравнительно непродолжительном воздействии температуры до 100°С эти изменения обычно обратимы, т.е. они исчезают при возвращении к начальной температуре древесины.
Данные ЦНИИМОД показывают, что прочность при сжатии вдоль и поперек волокон понижается как с повышением температуры, так и с повышением влажности древесины. Одновременное действие обоих факторов вызывает бо льшее снижение прочности по сравнению с суммарным эффектом от их изолированного воздействия.
При достаточно длительном воздействии повышенной температуры (более 50°С) в древесине происходят необратимые остаточные изменения, которые зависят не только от уровня температуры, но и от влажности.
Исследования, проведенные на древесине показали, что под действием температуры 80-100°С в течении 16 суток предел прочности при сжатии вдоль волокон снижается на 5-10%, а ударная вязкость на 15-30% (наибольшее снижение обнаружилось для дуба, наименьшее - для сосны). Снижение происходит главным образом в течение первых 2-4 суток.
Исследование последствий воздействия высоких температур в диапазоне 80-140°С на механические свойства древесины показали, что механические свойства снижаются с увеличением температуры, продолжительности ее воздействия и влажности древесины.
Влияние низких температур
Низкие температуры оказывают обратное влияние на прочность древесины: прочность замороженной древесины заметно повышается. Лед обеспечивает повышение устойчивости стенок клеток. Этим объясняется рост значений пределов прочности на изгиб, сжатие и раскалывание.
Влияние ионизирующих излучений
Ионизирующие излучения снижают прочностные характеристики древесины. Объясняется это радиолизом (разложением) ее органических составляющих. Однако использование радиоизотопов в процессе неразрушающего контроля деталей из древесины и их лучевая стерилизация (смертельная доза для грибов и насекомых составляет примерно 1Мрад) не ведет к снижению механических свойств материала, потому что доза облучения ниже той, которая вызывает заметные разрушения в веществе древесины.
Влияние агрессивных жидкостей и газов
Под действием кислот и щелочей происходит изменение цвета и разрушение древесины. Смолистые вещества, содержащиеся в хвойной древесине, заметно ослабляют негативное воздействие агрессивных сред, поэтому от их воздействия меньше страдают изделия из лиственницы и больше (в два-три раза) - лиственные породы, особенно мягкие. Древесина, пораженная синевой, подвержена разрушению в большей степени, чем здоровая. Само собой разумеется, что разрушение древесины под действием кислот и щелочей приводит к снижению ее прочности.
Влияние морской и речной воды
Испытания показали, что после пребывания в речной воде в течение 10-30 лет прочность древесины практически не изменилась. При более длительном воздействии речной воды поверхностный слой (толщиной 10-15мм) постепенно теряет прочность и начинает разрушаться. В то же время за этим поверхностным слоем прочность остается в пределах нормы, определенной для здоровой древесины.
Если древесина находится в воде несколько сотен лет, ее свойства сильно меняются. Количественные и качественные показатели этих изменений зависят от породы древесины. Наиболее известны результаты воздействия речной воды на древесину дуба. Мореный дуб меняет свою окраску до зеленовато-черного или угольно-черного, что происходит в результате соединения дубильных веществ с солями железа. В насыщенном водой состоянии древесина мореного дуба сохраняет пластичность, но после высушивания становится более твердой и хрупкой по сравнению с обычным состоянием. Усушка мореного дуба в 1,5 раза больше, чем обычного, что объясняют сморщиванием (коллапсом) клеток с уменьшенной толщиной стенок, поэтому и растрескивается древесина мореного дуба при сушке больше обычного. Прочность мореного дуба при сжатии и статическом изгибе снижается в 1,5 раза.
Длительное воздействие морской воды приводит к заметному повышению твердости лиственницы. При строительстве Венеции около 400 тыс. штук лиственничных свай было забито для укрепления оснований различных сооружений. Позже часть свай была обследована. В заключении об их прочности сказано, что сваи из лиственничного леса, на которых основана подводная часть города, как будто окаменели. Дерево сделалось до того твердым, что и топор, и пила едва берет его.
Обследование же сосновых свай, взятых из портовых сооружений, показало, что за 30 лет эксплуатации они на 40-70% снизили свои прочностные свойства.
Биологические факторы разрушения
Механизм биодеструкции древесины
Так как древесина является естественным продуктом органического происхождения, то при определенных значениях температуры и влажности подвергается биологическому поражению.
Биологические факторы, или агенты биоразрушения древесины - это живые организмы, способные оказывать на древесину разрушающее воздействие, среди них:
- грибы
- насекомые
- бактерии
- водоросли
- моллюски и ракообразные
Грибы являются самыми безжалостными истребителями древесины в природе.
Споры грибов находятся повсеместно в окружающей нас среде. Заразить древесину споры могут еще в лесу, при распиловке, транспортировке незащищенной древесины, а также при эксплуатации в строениях. В период зрелости гриб вырабатывает миллионы спор в сутки, и хотя много их погибает, но и достаточно переносится животными, насекомыми и ветром, приводя к заражению незащищенной древесины. Заражение может произойти и через грибницу, если зараженная часть соприкасается со здоровой древесиной. Стоит спорам грибов попасть в благоприятные условия, как они начинают бурно развиваться и портить древесину.
Одна из распространенных ситуаций - стройматериалы заготовлены зимой («зимний лес» считается наиболее здоровым), а его использование начинается только летом. Для хранения древесину сложили в штабель и накрыли полиэтиленом. Вроде бы все правильно. Вот только не учли парникового эффекта. А этот эффект - просто благодать для плесени. Тепло и влага - этого достаточно, чтобы грибы размножились и окрасили древесину.
Развитию грибных поражений древесины способствуют теплые (5-30°С) и влажные условия (W более 22%) окружающей среды, отсутствие воздухообмена.
Грибы, поражающие древесину, отличаются большим разнообразием - от плесени, окрашивающей древесину поверхностно до дереворазрушающих грибов, проникающих в толщу древесины, и разрушающих ее практически полностью.
Сплетение очень тонких грибных нитей (гиф) образует плодовое тело (грибницу, или мицелий). Споры зреют в специальных носителях - конидиях (такие грибы называются деревоокрашивающими и плесневыми), или в плодовых телах - такие грибы называются дереворазрушающими.
Грибы представляют большую и своеобразную группу одноклеточных и многоклеточных микроорганизмов. Общее число их видов, описанное к настоящему времени, составляет, по мнению различных авторов, от 10 до 250тыс. Они широко распространенны в природе во всех районах земного шара. Из очагов поражения материалов выделяют мицелиальные грибы самых различных родов, но чаще других порчу материалов вызывают представители двух родов: Aspergillus и Penicillium. Грибы имеют вегетативное тело мицелиального строения. Оно представляет собой систему разветвленных нитей - гиф, толщина которых колеблется от 2 до 30мкм. Гифы растут только в длину, и рост их практически не ограничен. Скорость роста колеблется от 0,1 до 6мм/час и зависит от скорости поступления питательных веществ. Мицелий начинает свое развитие из спор, прорастающих при определенной температуре и влажности. Сначала спора набухает, поглощая влагу из окружающей среды, затем оболочка ее разрывается, и появляется одна или несколько ростовых трубок, являющиеся началом нового мицелия. Первое время развитие гиф идет за счет запасных веществ споры, в дальнейшем - путем адсорбции питательных веществ из материала, подверженного биоповреждению.
В зависимости от характера роста различают субстратный и воздушный мицелий. Субстратный мицелий располагается на поверхности материала или пронизывает его вглубь. В этом случае повреждение имеет вид концентрического, прижатого к субстрату образования. Воздушный мицелий свободно поднимается над субстратом, соприкасаясь с ним только в отдельных точках. На нем обычно образуются органы размножения. В этом случае поврежденное место напоминает вату. Характер роста одного и того же гриба может меняться в зависимости от условий среды (состав питательных веществ, влажность и др.). Грибы размножаются либо частью мицелия, которая дает начало новому организму, либо спорами, образующимися на специальных гифах мицелия. Грибы образуют очень большое число спор.
Грибы, развивающиеся на древесине (ксилофилы, ксилотрофы), практически все принадлежат к трем классам высших грибов, имеющих разделенные на клетки (септированные) гифы. Это аскомицеты (Ascomycetes, сумчатые грибы), дейтеромицеты или несовершенные грибы (Deuteromycetes, Fungi imperfecti), и базидиомицеты (Basidiomycetes) - наиболее сильные разрушители.
На первой стадии при поражении, на древесине появляются грибы, питающиеся соками живого дерева. Такие как плесневые грибы Penicillium, Aspergillus, живущие на поверхности древесины. Затем в подготовленных плесневыми грибами оптимальных условиях начинают размножаться деревоокрашивающие грибы. Завершают разрушение древесины складские и дереворазрушающие грибы. Они вызывают сильное гниение древесины, приводящее к появлению продольных и поперечных трещин, а затем и минерализации древесины.
У плесневых грибов поверхностная часть грибницы развивается на поверхности древесины и образует на ней налет в виде скопления окрашенных спор, мицелия и органов спороношения. Под плесневым налетом древесина обычно не меняет цвета, хотя и пронизана гифами этих грибов. Отсутствие краски обусловлено тем, что находящиеся в древесине гифы бесцветны и не выделяют пигмента. На древесине обычно встречается плесень зеленоватая и белая, но иногда розовая, желтая или темная. Оптимальная влажность для развития плесневых грибов - 60-100%, при влажности 40% их рост замедляется. Плесневые грибы развиваются в температурном диапазоне 24-30°С. При температуре выше 80°С и ниже -10°С гибнут грибы, находящиеся в вегетативной стадии развития. Скорость развития плесени зависит от водопоглощения покрытия и влажности воздуха. Питательные вещества поступают в клетку в растворенном виде, поэтому для нормального развития грибов окружающая среда должна содержать большой процент воды. Плесневые грибы являются возбудителями окислительного брожения. В качестве промежуточных продуктов этого биохимического процесса образуются органические кислоты, такие как глюконовая, фумаровая, винная, яблочная, щавелевая, янтарная и лимонная. Эти кислоты разъедают органические материалы, т.е. древесину. Плесневение материалов сопровождается ухудшением внешнего вида древесины, снижающего сортность и стоимость пиломатериалов. Основные виды плесневых грибов: Sporotrichum, Trichoderma, Penicillium, Mucor, Thamnidiu, Cladosporium.
Рис.
A) Колонии
B) Под микроскопом
C) На древесине
Деревоокрашивающие грибы вызывают специфическую синевато-серую окраску заболони, называемую «синевой». Согласно общемировой практике, скидка за древесину пораженную синевой составляет от 20 до 50%. В России же нередко можно встретить ситуацию, когда древесину с дефектами синевы продают фактически по цене дров.
В зависимости от вида плесневого гриба, характера и условий заражения и распространения гиф грибов в древесине различают окраску поверхности и глубокую окраску.
Макроскопические признаки поражения древесины этими грибами в виде окраски обычно проявляются уже на 2-3 сутки после инфицирования. Это обусловлено тем, что молодой мицелий бесцветен и начинает выделять типичный пигмент не сразу. На поверхности древесины может развиваться воздушный мицелий и органы спороношения в виде пушистого или порошкообразного окрашенного налета. В зависимости от характера заражения и распространения в древесине гиф грибов различают поверхностную и глубокую синеву. Поверхностное окрашивание проникает в глубь древесины не более чем на 2мм. Оно часто имеет вид мелких пятен диаметром 10-20мм - округлых или овальных. Слегка вытянутая форма обусловлена более быстрым ростом грибов вдоль волокон. Ограниченное распространение грибов в глубь древесины связано с задержкой их роста в результате подсыхания древесины или действия каких-либо других неблагоприятных факторов. Реже - в результате особенностей развития самих грибов.
Глубокие окрасы проникают в древесину более чем на 2мм. Среди них различают сплошные, охватывающие всю заболонь (глубокая синева) и пятнистые, поражающие отдельные участки заболони.
Очень коварна подслойная синева, она образуется во внутренних слоях древесины, и не видна на поверхности. Обычно она возникает в том случае, если грибы прекращают своё развитие в наружных слоях древесины до появления окраски, но продолжают развиваться внутри древесины.
Глубина залегания окраски при подслойной синеве зависит от вида гриба, размера свойственной ему зоны бесцветного молодого мицелия (зоны скрытой синевы), ширина которой колеблется от 5 до 12мм.
Прокладочная синева возникает при укладке пиломатериалов на прокладку из неантисептированного сортамента или на сырые и зараженные рейки. Эти поражения ограничиваются местами соприкосновения пиломатериалов с прокладками, и в зависимости от условий и вида гриба могут быть глубокими и поверхностными. Грибы-возбудители синевы, попавшие из воздуха на поверхность свежеспиленной древесины в виде спор, при проникновении в глубь не дают окраски в течение двух и более недель (период бесцветной, скрытой синевы), а при благоприятной температуре воздуха и влажности древесины окрашивают её на третий-четвертый день.
Деревоокрашивающие грибы оптимально развиваются в диапазоне влажности 50-90%. В древесине, насыщенной водой, деревоокрашивающие грибы не способны развиваться из-за отсутствия кислорода. Для прорастания грибов этой группы необходима высокая влажность и аэрация.
Основными возбудителями синевы на хвойных породах являются грибы из класса Ascomycetes: Ophistoma coerulea, O. piceae, O. pini, Endoconidiophora sp. и из класса Deuteromycetes: Hormonema dematiodes, Trichosporium tingens, Claosporium herbarum, а так же грибы следующих групп: Stemphulium, Cladosporium, Alternaria, Sporodesmium, Phialophora, Aposhaeria, Discula, Burgoa, Leptographium, Sortaria, Verticillium, Fusarium, Aspergillius, Penicillium, Paecilomyces, Trichoderma, Chaetomium, Trichosporium, Pullularia. Эти грибы вызывают разрушения древесины по типу «умеренной гнили». Причем разные грибы, вызывая разрушения анатомически различного характера, в разной степени снижают механические свойства древесины. Глубина поражения этими грибами составляет 0,5-3мм. Особые деструктирующие гифы способны поражать стенки паренхимных клеток серцевинных лучей и смоляных ходов, что приводит к увеличению скорости водо- и влагопоглощения древесины. Вследствие чего понижается сопротивление ее к ударному изгибу.
A) Колонии
B) Под микроскопом
C) На древесине
Деревоокрашивающие грибы в различной степени способны изменять свойства древесины.
Грибы плесени и синевы портят внешний вид, снижают сортность древесины, увеличивают водопоглощение и продуцируют миллионы спор, которые могут вызвать аллергические заболевания человека.
После одномесячного воздействия грибов синевы на древесину скорость водопоглощения сосны может возрасти в 1,5 раза. При дальнейшем развитии грибов многие из них способны разрушать стенки сердцевидных лучей и вторичных слоёв клеточных стенок по типу, близкому к умеренной гнили.
Деревоокрашивающие грибы - это только начало процесса, способного привести к тотальному поражению древесины более страшными врагами - дереворазрушающими грибами, представляющими реальную опасность для деревянной конструкций.
Состругивание синевы с поверхности пиломатериалов может не обеспечить полного удаления скрытой синевы, Наиболее эффективным мероприятием по предохранению древесины от порашения синевой при воздушной сушке является антисептирование.
Дереворазрушающие грибы
Некоторые классы грибов могут разрушать клеточные стенки древесины и существенно изменять ее физико-механические свойства. Такой процесс называется гниением древесины, а вызывающие его грибы - дереворазрушающими. Гниение является основной причиной разрушения древесины.
Существует множество дереворазрушающих грибов. Они различаются между собой по форме, строению и окраске грибницы, шнуров, плодовых тел и спор, а также по скорости и силе разрушения древесины.
Наиболее сильными разрушителями являются грибы, относящиеся к классу базидиомицетов. Ксилотрофные базидиомицеты - это грибы, образующие крупные плодовые тела (карпофоры), спорообразующий слой которых называют гименофором. На поверхности древесины они помимо воздушного мицелия образуют и другие вегетативные мицелиальные структуры.
Дереворазрушающие грибы способны увлажнять древесину в процессе освоения за счет воды, образующейся при разложении целлюлозы. Возбудители биоповреждений древесины, относятся в основном к следующим группам грибов: Coniophora, Tyromyces, Zentinus, Serpula, Gloeophyllum, Trametes, Pleurotus, Schizophyllum.
А) Так они портят древесину
Б) Колонии Serpula lacrimans
Характер гниения зависит от того, какими ферментами гриб воздействует на древесину, какие компоненты клеточных оболочек и в какой последовательности он разрушает.
В начале деятельности дереворазрушающих грибов внешний вид древесины не изменяется, и присутствие грибных нитей в ней можно обнаружить только под микроскопом, в тонком срезе. В дальнейшем древесина изменяет свой естественный цвет, становится желтой или красноватой, а затем бурой и коричневой. Плотность и прочность древесины постепенно снижаются, она становится лёгкой, мягкой, теряет вязкость.
Гниль такого типа называют деструктивной. Она характерна главным образом для грибов, разрушающих деревянные части построек, так называемых домовых грибов.
Домовые грибы представляют собой группу дереворазрушающих микроорганизмов, приспособившихся к условиям среды в зданиях и сооружениях. При своем развитии эти грибы образуют на поверхности древесины видимые глазом нити, которые называют грибницей. Грибница, уплотняясь, превращается в пленки, шнуры и плодовые тела, на которых образуются споры. Ярким представителям класса дереворазрушающих грибов является Coriolus sinuosus - белый домовой гриб.
Некоторые грибы, поражающие растущие деревья, вызывают гниль другого типа - коррозионную, при которой вначале появляются небольшие светлые пятна и ямки, а затем древесина расщепляется на отдельные волокна. Эта группа грибов использует в первую очередь лигнин древесины, оставляя нетронутой целлюлозу, белые пятна и выцветы которой видны на поверхности среза. К коррозионной гнили также относятся сердцевинные гнили: пестрая, ямчатая, ситовая.
При развитии умеренной (Softrot) гнили поверхностные слои древесины теряют свою структуру и превращаются в мягкую темную грязеподобную массу. После подсушивания древесины в пораженном слое наблюдается сильное усыхание и появление мелких продольных и поперечных трещин. Возбудителями умеренной гнили являются комплексы из некоторых несовершенных грибов, бактерий, водорослей.
По типу образующейся гнили вид гниения древесины можно охарактеризовать и следующим образом:
Белая гниль разрушает все структурные компоненты древесины, приводя к появлению характерного волокнообразного и бледного внешнего вида. Это основной вид гнилостных грибов, приводящих к гниению лиственных пород, не имеющих контакта с землей.
Бурая гниль «раскалывает» целлюлозу, что вызывает расщепление древесины. Участок дерева, пораженный такой гнилью, становится коричневым. Дерево темнеет, трескается и рассыпается. Гриб разрастается катастрофически быстро, особенно в постройках из мягкого дерева; древесина сосны и дуба повреждается домовым грибом меньше. Поражение такими грибами деревянных сооружений наносит существенный вред несущим конструкциям, не говоря уже об эстетических характеристиках дома.
Мягкая гниль . Гниение здесь в основном затрагивает древесину, контактирующую с почвой и находящуюся в морской среде. Сильнее всего поражает древесину с высоким содержанием влаги.
Другие агенты биоповреждений
Насекомые древоточцы
Древесину повреждают различные насекомые - жуки (усачи, златки, короеды, долгоносики, дровосеки, точильщики), рогохвосты, термиты, муравьи и другие. Некоторые из них проделывают ходы только в коре, а многие углубляются в древесину.
Личинки насекомых проделывают в древесине ходы и отверстия - червоточины. Находясь в древесине, древоточцы способны прогрызать ходы до 40 метров в длину.
Поражения насекомыми бывают настолько значительными, что части дерева теряют свою прочность. Часто при незначительном числе наружных отверстий древесина бывает полностью разрушена внутри.
Отдельной проблемой, связанной с международной торговлей древесиной, является импорт тропических сортов, уже пораженных насекомыми.
Рис.
Из вредителей наиболее опасен мебельный точильщик. Он проделывает в древесине многочисленные ходы диаметром до 2 миллиметров, разрушая мебель, а также конструктивные элементы и части зданий и сооружений, превращая древесину в пылеобразную массу под сохранившимся тонким наружным слоем.
Бактерии
Бактерии разрушают древесину ограниченно, они, размножаясь делением клеток, не могут продвигаться в древесине, за исключением той, которая находится под водой. Бактерии имеют тенденцию создавать колонии в клетках древесины, используя белки в качестве источников питания. Бактерии способны разрушать полисахариды и лигнин. Воздействие бактерий ограничивается заболонной древесиной, компоненты ядровой древесины устойчивы к этому воздействию.
Водоросли
Водоросли обычно выглядят как зеленые наросты, в особенности на северной стороне деревянных фасадов. Их рост является следствием слишком высокого содержания поверхностной влаги.
Сами по себе водоросли не вызывают гниения, но являются показателем повышенного содержания влаги в древесине, с чем связывается риск повреждения грибами.
Ракообразные и моллюски
Ракообразные и моллюски поражают древесину, находящуюся в морской воде. Взрослые особи и их личинки разрушают древесину вследствие механического процесса сверления и поедают ее. Ходы корабельного червя сначала идут перпендикулярно поверхности на глубину 10-30мм, затем поворачивают и идут по годичным слоям вверх и вниз, при этом отдельные ходы никогда не пересекаются и не сливаются. Повреждения портовых сооружений и судов морскими древоточцами-моллюсками и ракообразными относят к трухлявой червоточине.
Климатические факторы разрушения
При эксплуатации в постройках древесина испытывает на себе постоянное влияние природных факторов, которые в совокупности с агентами биоразрушения приводят к ухудшению внешнего вида, старению и разрушению древесины.
Ветер, пыль, осадки, перепады температур, приводят к усушке, набуханию, образованию трещин, короблению, накоплению влаги, увеличению риска биологического поражения древесины.
Солнечная радиация приводит к химическому изменению целлюлозы, разрушению лигнина, древесина приобретает сероватый оттенок и ворсистость.
Наибольший вред древесине приносит изменение влажности и солнечное излучение.
При постоянно меняющихся погодных условиях содержание влаги в древесине будет изменяться, что ведет к усушке, или разбуханию. Со временем в древесине образуются трещины, она коробится, что, в свою очередь, повышает риск попадания дождевой воды в древесину. Поскольку вода, находящаяся в жидком состоянии, может уйти из древесины только посредством (медленного) испарения, со временем повышается риск накопления влаги. Если содержание влаги превышает 20%, опасность поражения грибами повышается. Чем дольше период, в течение которого уровень влаги держится на отметке выше 20%, тем выше риск развития грибов. Многие виды древесины содержат цветные водорастворимые соединения, которые подвергаются выщелачиванию водой, что приводит к изменению цвета поверхности древесины.
Солнечный свет и тепло
Солнечный свет неоднороден по своей природе, он состоит из изучений разных длин волн, каждое из которых имеет свою особенность воздействия на древесину.
ИК-составляющая спектра, с длиной волны более 720нм, при взаимодействии с древесиной нагревает ее. Поскольку древесина является хорошим изолирующим материалом, нагревается только внешняя поверхность. Это означает, что на поверхности, вследствие усушки, вызванной повышенными температурами, могут образовываться трещины.
Повышенные температуры также вызывают смолотечение из сучков и отложения смолы в древесине хвойных пород, а это ведет к проблемам при обновлении покрытий поверхности.
Видимый свет (длина волны 380-720нм) не оказывает вредного влияния на древесину.
УФ-составляющая спектра с длиной волны менее 380нм, вызывает разрушение древесины на молекулярном уровне - деструкцию лигнина. В итоге, древесина быстро темнеет, и волокна отслаиваются и поднимаются.
Древесина приобретает серый цвет и становится ворсистой. Для сохранение первоначального цвета древесины ее необходимо защищать пленкообразующими зищитно-декоративными покрытиями содержащими УФ-фильтр. К таким покрытиям относится тонирующий антисептик «СЕНЕЖ АКВАДЕКОР ».
Древесина, как строительный материал:
- Часть IV: Факторы разрушения древесины
На срезе видны ранние и поздние трахеиды, выполняющие проводящую и механическую функции. Ранние трахеиды почти всегда квадратные, имеют большую внутреннюю полость, а в радиальных стенках – окаймлённые поры, имеющие на поперечном срезе вид 2 двузубых вилок. На некачественных (толстых) срезах можно увидеть, что в месте окаймлённых пор стенки трахеид как бы раздваиваются, и утолщения между зубцами – тора не видно.
Поздние трахеиды толстостенны, сплющены по радиусу, окаймлённые поры на них редки.
На срезе можно заметить и сердцевинные лучи в виде тёмных полос, идущих в радиальном направлении и представляющих структуру из вытянутых в направлении луча клеток.
Хорошо видны в поздней древесине вертикальные смоляные ходы-каналы, окружённые выстилающими клетками и сопровождаемые слоем живых (сопровождающих) клеток с запасными питательными веществами. Между клетками сопровождающей паренхимы находятся межклетники, выстилающие клетки окружены слоем мёртвых клеток. Просвет вертикального смоляного канала на поперечном срезе составляет около 80 % его диаметра.
Рис 1. Поперечный срез древесины сосны:
1 – поздние трахеиды; 2 – ранние трахеиды; 3 – сердцевинный луч; 4 – вертикальный смоляной ход; 5 – окаймлённая пора; 6 – граница годичного слоя.
Диаметр вертикального смоляного канала на поперечном срезе равен:
Радиальный срез
На радиальном срезе хорошо различимы трахеиды в виде длинных клеток. В ранней древесине они широки и имеют на радиальных стенках много крупных окаймлённых пор в виде 2 концентрических светлых пятен. Поздние трахеиды узки, окаймлённых пор в них мало и они мельче, чем в ранних трахеидах, а вместо внутреннего круга имеют косую щель.
Трахеиды пересекают сердцевинные лучи. Выглядят они в виде тёмных полосок и состоят из краевых (мёртвых) с мелкими окаймлёнными порами клеток, служащих для проведения воды от слоя к слою по радиусу и средних (живых) с простыми порами, имеющими вид больших светлых пятен.
Иногда на разрезе попадается вертикальный смоляной ход в виде полого канала, выстланного эпителием с оболочками.
Рис. 2. Радиальный срез древесины сосны:
1 – ранние трахеиды; 2 – окаймлённые поры; 3 – вертикальный смоляной ход; 4 – поздние трахеиды; 5 – сердцевинный луч
Тангентальный срез
На срезе видны сердцевинные лучи, перерезанные поперёк, в виде вертикальных цепочек разной длины.
Трахеиды на радиальных стенках имеют окаймлённые поры в виде вилочек.
Смоляные ходы, перерезанные поперёк, можно видеть в крупных сердцевинных лучах в виде вертикальных веретён. Это горизонтальные смоляные ходы, состоящие из тех же элементов, что и вертикальные. Они соединяют вертикальные смоляные ходы различных годичных слоёв. Иногда на тангентальном разрезе можно увидеть продольный рахрех вертикального смоляного хода.
Рис. 3. Тангентальный срез древесины сосны:
1 – горизонтальный смоляной ход в сердцевинном луче; 2 – ранние трахеиды; 3 – окаймлённые поры; 4 – сердцевинный луч; 5 – вертикальный смоляной ход.
Диаметр горизонтального смоляного канала на тангентальном срезе равен.
Древесина сосны обладает средней плотностьюи довольно высокой прочностью. Она стойка к гниению и поражению грибком. В производстве мебели эта древесина особо ценна в результате малого количества сучков и незначительного изменения диаметра по длине ствола. Древесина сосны обладает высокой прочностью, что дает возможность использовать ее для возведения разнообразных конструкций.
Сосновая доска является наиболее распространенным строительным материалом. Не только, благодаря большим площадям лесов, но и в результате своих отличных качеств. Этот материал используется как в строительстве домов, так и для сооружения кораблей.
Сосновый брус - это очень популярный на сегодняшний день пиломатериал. Он характеризуется достаточно привлекательным внешним видом. Он обладает отличными тепло- и звукоизолирующими свойствами, а также довольно высокой прочностью, но при этом малым весом.
Ассортимент производимой из сосны мебели достаточно широк: комплекты для прихожей, спальные и кухонные гарнитуры, столы со стульями, офисная мебель. И это неудивительно, потому что мебель из сосновой древесины отличается красотой, практичностью и долговечностью.
Могучие, высокие и стройные сосны являлись отличной базой для постройки мощных судов, которыми известна Россия. Отсюда и название - корабельная сосна. Сосновые леса в старину называли «корабельными рощами», а сами суда - «плавучими соснами». В корабельных рощах сосны вырастают до 40 м и практически до 50 см в диаметре. В прошлом корабельные мастера интенсивно применяли сосновую смолу для пропитки канатов, парусов, осмолки пазов на кораблях и лодках.
Области применения сосны
Сосна обладает наиболее активным смоляным аппаратом среди хвойных таежной зоны. Поэтому она широко используется для прижизненного получения древесной смолы - живицы - путем подсочки.
В последние десятилетия расширяется получение пневого осмола, то есть канифоли и экстракционного скипидара (несколько отличающегося по составу от скипидара живичного), из оставшихся на вырубках сосновых пней.
Сосна служит основным объектом лесозаготовительной, деревообрабатывающей промышленности, поскольку сосновая древесина широко используется в строительстве, мебельном, тарном и многих других производствах, в лесохимии для гидролиза и получения целлюлозы.
Сосна выделяет в воздух много смолистых веществ, что делает ее одной из наиболее активных фитонцидных пород наших лесов.
Применение древесины сосны очень разнообразно. Она использует-ся в строительстве в качестве конст-рукционных и отделочных материалов, машиностроении, мебельном произ-водстве, железнодорожном транспор-те, тарном производстве, для крепле-ния горных выработок и др. Широко используется как сырье для химиче-ской переработки с целью получения целлюлозы, кормовых дрожжей. Из сосны добывают живицу, хвою сосны используют для получения биологиче-ски активных веществ.
| Научная классификация | Физические свойства | ||
| Домен: | Эукариоты | Средняя плотность: | 520 кг/м³ |
| Царство: | Растения | Пределы плотности: | 300-860 кг/м³ |
| Отдел: | Хвойные | Продольная усадка: | 0,4 % |
| Класс: | Хвойные (Pinopsida Burnett , 1835 ) | Радиальная усадка: | 4 % |
| Порядок: | Сосновые | Тангенциальная усадка: | 7,7 % |
| Семейство: | Сосновые | Радиальное набухание : | 0,19 % |
| Род: | Тангенциальное набухание : | 0,36 % | |
| Международное научное название | Прочность на сгиб: | 80 Н/мм² | |
|
Pinus L. , 1753 |
Прочность на сжатие: | 45 Н/мм² | |
| Типовой вид | Предел прочности: | 100 Н/мм² | |
|
Pinus sylvestris — Сосна обыкновенная |
Топливные свойства | ||
| 4,4 кВт.ч/кг | |||
Породы и виды сосны
| Ducampopinus | Strobus | Pinus | |
|---|---|---|---|
|
|
|
Полезные таблицы
Содержание различных элементов в древесине хвойных пород
Нормативная сопротивляемость чистой древесины сосны и ели
| Вид сопротивления и характеристика элементов, находящихся под нагрузкой | МПа (кгс/см²) |
| Сопротивление статическому изгибу R 1 : | |
| для элементов, изготовленных из круглого леса с неослабленным поперечным сечением | 16 (160) |
| для элементов с прямоугольным сечением (ширина 14 см, высота - 50 см) | 15 (150) |
| для остальных элементов | 13 (130) |
| Сопротивляемость сжатию R сж и поверхностному сжатию R п.сж. : | |
| R п.сж. вдоль волокон | 13 (130) |
| в плоскости, паралельной направлению волокон R п.сж.пл. | 1,8 (18) |
| Сопротивление сжатию местной поверхности R п.сж. : | |
| поперек волокон в опорных местах конструкции | 2,4 (24) |
| в опорных зарубках | 3 (30) |
| под металлическими подкладками (если углы приложения силы 90...60º) | 4 (40) |
| Сопротивляемость растяжению вдоль волокон R раст.в. : | |
| для элементов с неослабленным поперечным сечением | 10 (100) |
| для элементов с ослабленным поперечным сечением | 8 (80) |
| Сопротивляемость раскалыванию вдоль волокон R раск.в. | 2,4 (24) |
| Сопротивляемость раскалыванию поперек волокон R раск.п. | 1,2 (12) |
Технические характеристики сосны
| Характеристика | Значение |
| Плотность | 513кг/м3 |
| Плотность в свежесрубленном состоянии | 625 кг/м3 |
| Жесткость в свежесрубленном состоянии, кг/см2 | 79 |
| Жесткость в сухом виде, кг/см2 | 109 |
| Удельный вес | 0,51 |
| Предел прочности при статическом изгибе, Мпа | 71,8 |
| Предел прочности при сжатии вдоль волокон, Мпа | 34,8 |
| Предел прочности при растяжении вдоль волокон, Мпа | 84,1 |
| Предел прочности при скалывании вдоль волокон, Мпа: | |
| в радиальном направлении | 6,2 |
| в тангенциальном направлении | 6,4 |
| Твердость, Н/кВ.мм: | |
| Торцовая | 23,4 |
| Радиальная | 21,6 |
| Тангенциальная | 20,7 |
| Модуль упругости при статическом изгибе, Гпа | 8,8 |
| Удельная работа при ударном изгибе, Дж/см3 | 1,6 |
| Усушка, %: | |
| В продольном направлении | 0,4 |
| В тангенциальном направлении | 6-8 |
| В радиальном направлении | 3-4 |
Данные при 12% влажности; 1 МПа = 1 Н/мм2
Древесина сосны ядровая, блестящая, смолистая. Ядро буровато-красное, образуется в 30-35 лет. В растущем дереве ядро выполняет главным образом механическую роль, придавая стволу необходимую устойчивость.
Поэтому дерево, пораженное сердцевинной гнилью, внешне выглядит здоровым, но теряет товарность. Заболонь широкая, желтовато — или красновато-белая. Годичные слои четкие. Смоляные ходы, в виде тонких каналов, многочисленные, разбросанные поодиночке или попарно. Занимают по объему 0,1-0,7% объема древесины.
Сердцевинные лучи высотой 0,5 мм, плотнее окружающей древесины. На 1 см 2 тангентального среза насчитывается их более 3 тыс. Они служат для передачи и хранения питательных веществ.
Проводящие и механические функции у сосны выполняют трахеиды (90-95% общего объема древесины). Ширина трахеид 0,04 мм, а длина - 4-5 мм. Деревья высших классов развития (плюсовые) образуют более крупные трахеиды, чем деревья, отставшие в росте.
По степени плотности сосновую древесину делят на кондовую (рудовую) и мяндовую. Первая - желтовато-красная, мелкослойная и плотная. Вторая - белая, крупнослойная, с толстым слоем заболони, малой смолистостью и рыхлостью. Кондовая образуется у деревьев, растущих в горах или высоких боровых местах, мяндовая - у деревьев, растущих на низких, песчаных местоположениях или на суглинках и черноземновидных супесях. По внешнему виду на мяндовую древесину похожа древесина кедра сибирского. Она малосмолистая. Хотя кедр сибирский по физико-механическим свойствам занимает промежуточное положение между елью сибирской и пихтой сибирской, особенностью кедровой древесины является ее легкая и гладкая резьба в разных направлениях. За красивую текстуру древесина кедра используется в столярно-мебельном производстве.
Объем коры сосны, защищающей дерево от внешних условий, составляет 10-17% от объема ствола в коре. Растительное происхождение древесины обусловливает большую изменчивость ее свойств. Объемный вес древесины сосны зависит от условий местопроизрастания. Так, в Архангельской области в мшистом бору он составляет 0,50-0,55 г/см 3 ; в Московской области - 0,59-0,62, а: в Якутии - 0,41 г/см 3 .
Древесина сосны обладает высокой прочностью. Предел прочности при сжатии вдоль волокон - 439 г/см 2 , при статическом изгибе - 793 кг/см 2 , твердость - 200 кг/см 2 (центр европейской части СССР).
Особой мировой славой пользуется древесина северной сосны. Ее годичные слои характеризуются высоким содержанием поздних толстостенных трахеид во всех типах леса, за исключением болотного. Физико-механические свойства северной сосны значительно выше сосны центра европейской части СССР. Круглосуточная вегетация (при полярном дне) и благотворное влияние Гольфстрима способствуют образованию на севере полноценной древесины сосны.
Интересно отметить и большую сохранность сосновой древесины. Так, при раскопках в Армении Урартской крепости Тейшебаини бревно кавказской сосны пролежало 2700 лет и имело следующие показатели: объемный вес - 0,38 г/см 3 , предел прочности при сжатии вдоль волокон - 200 кгс/см 2 , при статическом изгибе - 223 кгс/см 2 , твердость торцевая - 262 кгс/см 2 . Такому сохранению древесины способствовал слой глины, который защитил бревно от увлажнения, создал недостаток кислорода и оградил древесину от биологических разрушителей. Сосновые бревна древних построек Бреста (XIII в.) имели среднюю плотность в абсолютно сухом состоянии 0,35-0,37 г/см 3 .
В настоящее время для долговременного сохранения сосновой древесины используют глубокую пропитку низкомолекулярной водорастворимой синтетической смолой с последующим отвердением. Для модификации, или пластифицирования, сосновую древесину пропитывают (при влажности 9-10%) газообразным аммиаком (3%), затем проводят пьезотермическую обработку (при 170°) и уплотнение. После обработки предел прочности возрастает почти в 2 раза. При модификации древесины сосны особо подвергается изменениям целлюлоза и лигнин. Пластифицированная аммиаком сосновая древесина может использоваться для приготовления деталей машин, мебели, музыкальных инструментов, крепи шахт, электроустановочных изделий, твердых опилочных плит, паркета и т. д. Для получения ламелек (паркетных планок) сосновая древесина пропитывается смолой СБС-11, а также смолой на основе стирола - после модификации древесина приобретает светло-золотистый оттенок и блеск. Динамика разбухания замедляется в несколько раз.
Нарастание годичного слоя древесины сосны обыкновенной сопровождается изменением биологического состава тканей молодых побегов. В начале активного развития камбия белка содержится до 22,7% от абсолютно сухого веса тканей. При завершении развития содержание белка сокращается до минимума. Также идет снижение крахмала с 15,5% до 5,2% и амилазы. Но идет накопление моноз, сахаров (до 14,7%), которые в дальнейшем быстро расходуются на построение вторичных тканей.
В ксилемном соке угнетенных сосен отмечена повышенная концентрация моноз, олигосахаров и аминокислот по сравнению с нормально развитыми соснами. В тканях таких сосен также ослаблены процессы биосинтеза полимерных соединений, необходимых для построения новых клеточных структур.
В результате загрязнения воздуха сернистым ангидридом, годичные кольца древесины сосны отличаются слабым приростом и деформацией. В первую очередь отмирают паренхимные клетки коры. Более сильная задымленность приводит к деформации и разрушению луба, камбия, сердцевинных лучей и смоляных ходов.
Сосновая древесина используется для производства фанеры, в качестве сырья в целлюлозно-бумажной промышленности (технологическая щепа), она занимает одно из главных мест в лесном экспорте страны (вывозится в виде пиломатериалов, слиперов, пропсов и др.). В раннем периоде самолето — и планеростроения сосна являлась одним из основных материалов.
Интересно отметить, что на факультете лесоводства национального университета Австралии в Канберре для отделки помещений в декоративных целях используется древесина бука из Англии, эвкалипта и акации из Австралии, американского ореха из Америки, красного дерева из Канады, альпийского вяза из Америки, древесина из Новой Зеландии, а аудитория второго этажа отделана сосной из Калифорнии.
Мягкая, розоватая древесина кедра сибирского, красивая по текстуре, идет на оболочку карандашей, музыкальные инструменты, мебель, на аккумуляторный шпон. В кедровой таре (посуде) долго не скисает молоко, в шкафу из кедра не заводится моль, клещи и комары отпугиваются эфирными запахами кедра, пчелы лучше всего чувствуют себя в кедровом улье.
Интересно, что с возрастом в древесине увеличивается содержание пинена и уменьшается количество одного из монотерпенов - карена, наиболее токсичного компонента защитной системы дерева.
Дрова сосны используются для выжига угля. Из 10 м 3 дров кучным способом получают 670 кг угля, а при печном - 875 кг.
При производстве зеленого чая Кок-Ча (Индия) топка печей для подогревания и высушивания листьев производится только сосновыми ветвями.
Вопросы строения физико-механических свойств древесины и ее биостойкости изучали многие исследователи: Д. А. Беленков, И. А. Алексеев, С. Ф. Негруцкий, И. А. Петренко, Р. С. Степанов и др. Большой интерес представляют работы шведских древесиноведов Хенингсона и Мессона.
Муниципальное бюджетное образовательное учреждение дополнительного образования детей «Дом детского творчества» муниципального района Учалинский район Республики Башкортостан
Учебно – исследовательская работа на тему: «Болезни древесных пород и оценка экологического состояния леса»
Выполнила: воспитанник детского объединения: «В мире дикой природы» Шихова Ксения Андреевна, 6 класс.
Руководитель педагог: МБОУ ДОД ДДТ Закирова Зугра Гирфановна.
Учалы 2014
Введение. 1 стр.
Обзор литературы:
а) классификация болезней. 2 стр
б) характеристика основных типов болезней. 3 стр
в) Болезни, связанные с химическими воздействиями. 4 стр
г) Влияние сернистого газа на деревья. 5 стр
Оценка экологического состояния леса 6 стр
Методика и результаты исследований 7 – 9 стр
Список литературы 11 стр
Приложение.
Введение
Мы, юннаты дома детского творчества, систематически ходим на экскурсии в близлежащие леса города Учалы. На своём пути мы часто встречаемся с различными патологиями деревьев. Это различные механические повреждения, ожоги коры, образования в виде плодовых тел грибов, увядания и засыхания хвои и листьев. Так же мы сталкиваемся с явлениями небрежного отношением человека к природе. Лес засорен бытовым мусором: консервными банками, бутылками, полиэтиленовыми пакетами и т. д. На стволе деревьев многочисленные надрезы, нанесённые человеком острыми предметами, следы ожогов. Такое состояние леса не может нас оставить равнодушными. Оценив ситуацию, мы решили провести обследование, установить причины и характер болезней деревьев и дать объективную оценку экологического состояния леса и выработать рекомендации по его улучшению.
Цель: Изучить характер болезней и виды повреждений древесных пород растений, дать оценку экологическому состоянию леса.
Задачи:
Определить объект исследования.
Разработать методы исследования.
Провести качественный и количественный учет заражённых болезнями, а так же повреждённых механически деревьев.
Установить причины, приводящие к патологическим изменениям деревьев.
Классификация болезней
Все болезни растений в зависимости от причины их возникновения и хода развития патологического процесса разделяют на инфекционные и неинфекционные.
Инфекционные болезни возникают в результате поражения растений чуждыми им патогенными организмами. В зависимости от возбудителя инфекционные болезни разделяются на следующие группы: грибные, бактериальные, вирусные и таллофитозы, вызываемые лишайниками.
Неинфекционные болезни возникают в результате неблагоприятных воздействий различных абиотических факторов: температура, влажность, воздействия ядовитых веществ. Неинфекционные болезни делятся на следующие основные группы: болезни, вызываемые несоответствующими условиями роста; болезни, вызываемые неблагоприятными воздействиями метеорологических явлений, высокой или низкой температуры и т. д; болезни, вызываемые механическими воздействиями; болезни, вызываемые вредными примесями в воздухе.
Болезнь растения сопровождается биохимическими, физиологическими и анатомическими изменениями. В результате поражения растений болезнями различного происхождения у больных растений возникают всевозможные патологические изменения: пожелтения хвои и листьев, побурение, засыхание ветвей, мозаика листьев, ведьмины метлы, опухоли, раковые язвы, гнили.
Характеристика основных типов болезней
Пожелтение хвои и листьев. Характеризуется изменением нормального зелёного цвета на жёлтый с зеленоватым оттенком различной интенсивности. Заболевание наблюдается при остром недостатке света, железа и при других нарушениям питания. При лечении или изменении условий роста и питания зеленый цвет листьев и хвои восстанавливается.
Побурение хвои и листьев . Характеризуется изменением зелёного цвета на бурый, красновато-бурый и другие оттенки.
Засыхание ветвей . Может быть следствием инфекционных и неинфекционных болезней, а так же результатом повреждений непосредственно ветвей, а так же в результате гниль корней.
Ведьмины метлы . Характеризуется скученностью побегов, в результате чего возникают шаровидные или яйцевидные образования состоящие их укороченных побегов, внешне напоминающие метлы. Вызываются грибами, вирусами, механическими повреждениями.
Опухоли . Характеризуется местным утолщением ветвей и корней. По форме опухолей их называют: полушаровидные – наростами, наплывами; шаровидные – вздутиями, шишками и утолщениями.
Раковые язвы. Характеризуются образованием незаживающих ран, окружённых наплывами. Причины вызывающие образования раковых язв различны: инфекционные поражения и постоянные повреждения морозом.
Гниль . При заболевании разрушаются и размягчаются отдельные участки и органы растений. Вызываются грибами и бактериями.
Болезни, связанные с химическими воздействиями
Эти болезни деревьев наблюдаются в случаях, когда находящийся в контакте с растением воздух, почва, жидкость или материалы содержат ядовитые соединения, вызывающие отравление. Если отравление приводит к очень быстрому отмиранию дерева, то его можно отнести к повреждению ядовитыми веществами, но в тех случаях, когда растения длительное время испытывают отравляющие действия этих веществ и не отмирает, возникает патологический процесс, который может закончиться в один случаях выздоровлением растения, в других отмиранием его.
Отравление через воздух. Эти случаи включают отравление дымом ядовитыми газами различными испарениями. Дым в зависимости от состава и не полного сгорания топлива содержит различные ядовитые газообразные продукты (углекислота, окись углерода, серный и сернистый ангидриды, соляная кислота) Все эти ядовитые составы и вещества вызывают неинфекционные заболевания растения как в острой так и в хронической формах. В первом случаи у растения повреждаются отдельные части особенно листья и хвоя, на которых образуются некрозные пятна. Во втором случае жизненные функции деревьев нарушаются постепенно. Газ проникает через устьица и вызывает уменьшение энергии ассимиляции, повреждённые клетки отмирают признаком острого заболевания хвойных пород, повреждённых газами, является винно-красная окраска хвои у вершинок или всей хвои и опадение в дальнейшем. У лиственных пород на листьях появляются красно-бурые пятна, расположенные между жилками. При длительном действии фабричного дыма у деревьев уменьшается прирост, отмирают вершины и ветви. Рассматриваемые ядовитые вещества могут попадать в почву и отравлять корни. Так сернистый газ быстро окисляется во влажном воздухе и доходит до почвы в виде серной кислоты.
Влияние сернистого газа на деревья
Так как, на территории нашего города находится УГОК, в промышленных выбросах которого может содержаться сернистый газ, мы решили изучить его влияние на лес.
Лес и сернистый газ . Сернистый газ (SO2) попадает в атмосферу при сгорании веществ, содержащих серу. Он образуется, в частности, при выплавке меди (когда сырьем служит медный колчедан), при сжигании каменного угля, нефти, имеющих примесь серы (в нефти, например, эта примесь может достигать 4% и более). Подсчитано, что в воздушную оболочку нашей планеты ежегодно попадает более 130 млн. т этого вредного вещества. Практически весь сернистый газ выделяется в результате производственной деятельности человека. Это вещество почти исключительно антропогенного происхождения, так сказать спутник цивилизации. В природе, не затронутой человеком, нет таких процессов, которые приводили бы к выделению больших количеств сернистого газа. Немного его попадает в атмосферу только при извержениях вулканов. А извержения, как известно, бывают достаточно редко.
Сернистый газ - вещество необычайно ядовитое для растений. Его вредное действие проявляется при ничтожно малом содержании в воздухе - 1:1 000 000 и даже менее. Именно при такой концентрации уже отмечаются значительные повреждения растений.
Особенно губителен сернистый газ для наших вечнозеленых хвойных деревьев, прежде всего сосны. Огромные массивы сосновых лесов в зоне интенсивного действия промышленного дыма страдают от отравления этим веществом. Признаки поражения деревьев хорошо заметны. Такие деревья резко отличаются по внешнему виду от здоровых. Кроны их сильно изрежены, хвои мало, часть крупных сучьев засохла. Иногда засыхает и вершина. Поражение сернистым газом сказывается также на длине хвоинок: они становятся значительно короче. Отравленные деревья, в конце концов, полностью засыхают, погибают.
Лиственные деревья гораздо более устойчивы к сернистому газу. Они не погибают так быстро, как сосна, но все же более или менее сильно страдают. Листья их покрываются пятнами газовых ожогов. Пораженные участки листа со временем отмирают, вываливаются, и листовая пластинка оказывается продырявленной. Тем не менее, лист не погибает, если только площадь «дыр» не слишком велика (не более 10-20%)
Оценка экологического состояния леса
Лес находится в очень запущенном состоянии. Он завален старыми и гнилыми деревьями, засорён бытовыми отходами. В результате часто возникающих пожаров огромное количество деревьев полностью уничтожено, на их месте остались обгоревшие пни. Кора на стволе деревьев обожжена. Деревья так же подвергнуты механическим повреждениям. Это привело к обнажению древесины. Результаты исследований показали, что огромная часть деревьев поражена различными видами инфекционных болезней. Нами были выявлены следующие виды болезней: опухоли, раковые язвы, 4 вида грибов, пожелтение листьев и хвои, ведьмины метлы.
Кроны хвойных деревьев сильно изрежены, хвои мало, часть крупных сучьев засохла. Всё это свидетельствует об отравлении их сернистым газом.
Результаты исследования леса: больных 31%, здоровых 49%, поврежденных 20%.
Методика и результаты исследований
Объект исследования – смешанный лес, расположенный на восточном склоне гор Таштбиик и Олатау. Нами произвольно были выбранные три участка с равным количеством деревьев (50 шт.). Провели визуальное обследование каждого дерева на отдельно взятых участках. Осмотр проводился тщательнейшим образом, обследовали кору деревьев на наличие механических повреждений, плодовых тел грибов, состояние листьев и хвои. Повреждения и патологии были сфотографированы. Был проведён количественный учет больных и здоровых деревьев, с помощью определителя установлены виды болезней и характер повреждений, в дальнейшем результаты исследований занесены в таблицу и составлена круговая диаграмма, отражающая экологическое состояние леса.
Исследуемые
участки
Виды болезней
Механиче-
ские
п-я
поражения
опухоли
Раковые
язвы
Плодовые тела грибов
Ведьмины метлы
Смоло-
течение
Пожелтение
хвои и листьев
1 участок
(берёзы)
1
Лес испытывает сильнейший стресс из-за различных экологических проблем, связанных с влиянием человека.
Большой урон нашим лесам наносят пожары, механические повреждения, выбросы промышленных предприятий.
Исследования показали, что большая часть деревьев на обследованном участке поражена болезнями и подвержена механическим повреждениям.
В связи с этим мы предлагаем проводить среди населения пропагандистскую работу по повышению уровня культуры поведения в лесу, распространение идей о важности бережного отношения к природе родного края.
Проводить периодические фитопатологические обследования деревьев.
Разработать и проводить конкретные меры по лечению больных деревьев.
Ежегодно проводить санитарные рубки.
Литература
1. Гойман Э.С. Инфекционные болезни растений. – М.: Иностранная литература, 1988.
2. Журавлев И.И. Лесная фитология. - М.: Лесная промышленность, 1990.
3. Болезни лесных деревьев и кустарников./ Журавлев И.И., Крангауз И.И., Яковлев Р.А. – М.: Лесная промышленность, 1974.
4. Словарь-справочник фитопатолога. – Л.: Колос, 1995.
5. Интернет-ресурсы.
