2. Биологические повреждения древесины. Три условия развития дереворазрушающих грибов

Биологические факторы - это воздействие живых организмов, которые способны повреждать древесину. К ним относятся грибы, бактерии, насекомые и водоросли. Биоповреждение происходит, в основном, в результате использования грибами и насекомыми в качестве источника питания целлюлозы, лигнина и других компонентов древесины. Бактерии по сравнению с грибами и насекомыми, непосредственно разрушающими волокна древесины, причиняют меньший ущерб и оказывают косвенное повреждающее действие. Среди грибов, вызывающих биоповреждения древесины, выделяют три основные группы: грибы поверхностной плесени (плесневые), деревоокрашивающие и дереворазрушающие. 

Грибы

 Грибы поверхностной плесени поселяются преимущественно на сырых бревнах, пиломатериалах, а также на различных загрязнениях древесины. Появление налета плесени — один из первых признаков, свидетельствующих о нарушении условий хранения или эксплуатации древесины и изделий из нее. Плесневые грибы вызывают окислительное брожение и разрушают обычно паренхимные ткани заболони. В качестве промежуточных продуктов этого биохимического процесса являются органические кислоты, такие как глюконовая, фумаровая, винная и другие. Эти кислоты разьедают древесину. Грибы родов Trichoderma, Cladosporium, Pénicillium вызывают окрашивание древесины в различные зеленоватые оттенки, другие, такие как Aspergillus, Alternaria, вызывают появление черных пятен.

 Деревоокрашивающие грибы развиваются часто на древесине при замедленной сушке. Они поражают пиломатериалы, конструкции, деревянную тару, окрашивают древесину в разные цвета. Одной из распространенных является синяя окраска (грибы «синевы»), встречается также желтая, оранжевая, коричневая и другая окраска. Деревоокрашивающие грибы имеют много общего с поверхностной плесенью. Как и плесневые грибы, они являются первичными заселяющими древесину сапрофитными организмами, используют преимущественно запасы питательных веществ древесины и в меньшей мере ее структурные элементы, от которых зависят механические свойства древесины. В отличие от плесневых, деревоокрашивающие грибы глубоко проникают в заболонь древесины, вызывают глубокое окрашивание ее за счет пигмента, находящегося в гифах, и метаболитов, выделяемых мицелием. Деревоокрашивающие грибы, вопреки распространенному мнению, не изменяют механических свойств древесины. Однако они являются предшественниками поражения грибком гниения и другими микроорганизмами, и их наличие свидетельствует о чрезмерной влажности материала.

 Наибольший ущерб древесине причиняют дереворазрушающие грибы, большинство из которых принадлежит к классу базидиомицетов. К их числу относятся домовые грибы родов Serpula, Coniophora, Corilus, Fomitopsis, почвенные грибы родов Serpula, Coniophora и др., атмосферные грибы Gloeophyllum, Fomitopsis и аэроводные грибы Cheaetomium, Coniothecium, Ceratocystys и др.   Дереворазрушающие грибы разрушают структурные компоненты — клеточные стенки древесины. Они поражают живую древесину, влажные и сырые древесные материалы и изделия из них. Среди них имеются виды, которые лучше усваивают целлюлозу, и виды, которые усваивают и целлюлозу, и лигнин, и гемицеллюлозу.  Домовые грибы быстро развиваются в непроветриваемых подвалах отапливаемых построек, в местах протечек и т. п. Почвенные дереворазрушающие грибы вызывают разрушения деревянных телеграфных и других столбов, свай и опор мостов, шпал, деревоземляных сооружений, длительно находящихся в условиях повышенной влажности. Аэроводные дереворазрушающие грибы вызывают гниение изделий и сооружений из древесины, систематически орошаемых водой, например, оросителей градирен, кровли.  Среди поражений древесины, вызываемых дереворазрушающими грибами, по окраске и характеру выделяют три типа гнили: белую, бурую и мягкую (умеренную). Грибы белой гнили разрушают прежде всего лигнин древесины, оставляя целлюлозу и участки твердой древесины. Грибы бурой гнили предпочитают целлюлозу, оставляя бурые участки древесины, которые от прикосновения легко рассыпаются в порошок. Бурая гниль бывает причиной разрушений деревянных конструкций и сооружений. Мягкую гниль вызывают грибы, относящиеся к классу аскомицетов и несовершенных грибов.

 Имеется еще один тип биоповреждений древесины — ковровая гниль: мелкие очаги слабых разрушений древесины при таком типе гниения образуют на поперечном разрезе вид пестрого ковра из чередующихся серых, синеватых, коричневых и желтых пятен. Древесина, пораженная гнилью этого типа, легко проницаема для воды и при затяжных дождях может увлажняться по всей глубине. Дереворазрушающие грибы способны увлажнять древесину за счет воды, образующейся при разложении целлюлозы, и вызывать гниение. Ярким представителем этого класса является белый домовой гриб. Насекомые

Древесину повреждают различные насекомые. Для укрупненного разделения можно разбить виды насекомых, живущих в древесине, на две группы.

К первой группе относятся насекомые, откладывающие яйца на стволы деревьев, покрытые корой. В древесину, лишенную коры, эти насекомые яиц не откладывают и опастности для неё не представляют. Они могут попадать в дома, которые строятся из сырой древесины, где прекращают свое развитие и не оставляют потомства. Личинки этих насекомых питаются содержимым клеток древесины и углеводами клеточных оболочек, но не создают клетчатку. Среди них особенно распространены короеды, златки, большинство усачей, рогохвосты, сверлильщики, бострохиды.

Ко второй группе относятся насекомые, откладывающие яйца в трещины и щели древесины, лишенной коры. На живые деревья и бревна, покрытые корой, они не нападают. Эти насекомые способны переваривать клетчатку древа, которую растворяют с помощью специальных веществ (ферментов), находящихся в их кишечнике, или при участии одноклеточных организмов, присутствующих в кишечнике (симбионтов). К ним относятся точильщики, домовые усачи, слоники-трухляки, термиты, часть древо-грызунов. Насекомых, разрушителей древесины, обычно делят на стволовых и технических вредителей. К первым относят насекомых, поселяющихся на ослабленных, но еще живых деревьях, покрытых корой. Личинки этих насекомых питаются под корой и в древесине, которая еще до рубки деревьев бывает повреждена и частично теряет свои технические качества. Технические вредители поселяются на срубленных деревьях и лесоматериалах. Их делят на две подгруппы: представители первой заселяют только свежесрубленные деревья и лесоматериалы в коре, а представители второй — окоренную древесину (в том числе старую древесину в домах и различных сооружениях). 

Бактерии и водоросли

 Воздействие бактерий ограничивается заболонной древесиной, компоненты же ядровой древесины к нему устойчивы.

 Водоросли обычно выглядят как зеленые наросты, расположенные на северной стороне деревянных фасадов. Водоросли не вызывают гниения, но являются признаком повышенного содержания влаги в древесине, с чем связан риск повреждения грибами.

Древоразрушающие грибы развиваются в условиях повышенной или переменной влажности, разрушая древесный материал иногда до полной потери прочности. С одной стороны, дереворазрушающие грибы вызывают серьезные болезни растущих деревьев, значительную порчу древесины на складах и выход ее из строя при эксплуатации, разрушая структуру клеточных оболочек, изменяя химический состав древесины, ее физические и технические свойства. С другой стороны, принимают активное участие в процессах разложения древесных остатков, особенно в лесу, что является, несомненно, положительным моментом.

Необходимыми условиями для развития грибов в древесине являются:

1. Положительная температура (обычно от +5 до +40°С). Активная жизнедеятельность дереворазрушающих грибов возможна лишь при положительных температурах, однако понижение температуры ниже 0°С обычно не приводит к гибели большинства грибов. Особой стойкостью отличаются споры и плодовые тела. Внутренняя грибница способна в течение длительного времени выдерживать целый ряд неблагоприятных условий.

2. Повышенная влажность древесины (23… 100%). Ферменты, выделяемые грибами, превращают органические соединения древесины в более простые, растворимые в воде вещества. Это превращение возможно лишь при наличии в древесине некоторого количества свободной влаги. Кроме того, влага необходима и потому, что грибы питаются путем поглощения водных растворов веществ. Для усвоения грибами питательных органических веществ необходим кислород. В результате проходящих реакций образуются углекислый газ и вода, вследствие чего происходит постепенное самоувлажнение древесины.

3. Неподвижный сырой воздух влажностью 80…95% (отсутствие сквозняков). Поверхностная грибница имеет тонкие клеточные стенки и плохо приспособлена к высыханию. При снижении влажности воздуха она постепенно спадает и начинает отмирать.

4. Затемнение - известно, что ультрафиолетовые лучи отрицательно влияют на грибницу многих грибов, задерживая развитие и убивая ее.

5. Кислотность среды (рН 3…5), которая способствует лучшему расщеплению древесины.

6. Присутствие органических примесей, необходимых для питания гриба.