Degradace dřeva borovice lesní (Pinus sylvestris) napadeného dřevokaznou houbou dřevomorkou domácí (Serpula lacrymans)

Transkript

1 MENDELOVA UNIVERZITA V BRNĚ LESNICKÁ A DŘEVAŘSKÁ FAKULTA ÚSTAV NAUKY O DŘEVĚ Degradace dřeva borovice lesní (Pinus sylvestris) napadeného dřevokaznou houbou dřevomorkou domácí (Serpula lacrymans) Bakalářská práce BRNO 2011 Vedoucí bakalářské práce : Ing. Jiří Holan, Ph.D. Vypracoval: Martin Nevrkla

2 Čestné prohlášení Prohlašuji, že jsem bakalářskou práci na téma: Degradace dřeva borovice (Pinus sylvestris) napadeného dřevokaznou houbou (Serpula lacrymans) zpracoval sám a uvedl jsem všechny použité prameny. Souhlasím, aby moje bakalářská práce byla zveřejněna v souladu s 47b Zákona č. 111/1998 Sb., o vysokých školách a uložena v knihovně Mendelovy univerzity v Brně, zpřístupněna ke studijním účelům ve shodě s Vyhláškou rektora MENDELU o archivaci elektronické podoby závěrečných prací. Autor kvalifikační práce se dále zavazuje, že před sepsáním licenční smlouvy o využití autorských práv díla s jinou osobou (subjektem) si vyžádá písemné stanovisko univerzity o tom, že předmětná licenční smlouva není v rozporu s oprávněnými zájmy univerzity a zavazuje se uhradit případný příspěvek na úhradu nákladů spojených se vznikem díla dle řádné kalkulace. V Brně, dne: Martin Nevrkla

3 Poděkování: Poděkování za pomoc při tvorbě této bakalářské práce náleží vedoucímu projektu Ing. Jiřímu Holanovi Ph.D, Ing. Blance Stávkové, toho času doktorandce na Ústavě nauky o dřevě, přátelům kteří mě vždy podporovali a rodině, která mi umožnila studovat a alespoň trochu si rozšířit obzory.

4 Abstrakt Jméno: Název diplomové práce: Martin Nevrkla Degradace dřeva borovice lesní (Pinus sylvestris) (L.) Karst napadeného dřevokaznou houbou dřevomorkou domácí (Serpula lacrymans) (Wulf. Ex Fr.) Schroet Bakalářská práce se zabývá zjišťováním měnících se vybraných fyzikálních a mechanických vlastností jehličnaté dřeviny borovice lesní (Pinus sylvestris) při působení dřevokazné houby hnědého tlení dřevomorky domácí (Serpula lacrymans) v časových úsecích po 4, 8, 12 a 16 týdnech po vložení do kultivačních nádob, porovnávaných s údaji kontrolních skupin vzorků. Jmenovitě sledované vlastnosti jsou hmotnostní úbytky, vlhkost dřeva a mez pevnosti v tlaku ve směru vláken. Zkoušky ukazují nežádoucí účinek degradace dřevokazné houby ve velice krátkém čase a tím i nebezpečnost dřevomorky domácí (Serpula lacrymans), velký úbytek dřevní hmoty, vzrůstající vlhkost a klesající pevnost. Klíčová slova Dřevomorka domácí (Serpula lacrymans), borovice lesní (Pinus sylvestris), degradace dřeva, hmotnost, hustota, mez pevnosti.

5 Abstract Name: Title of the work: Martin Nevrkla Degradation of pine wood (Pinus sylvestris) (L.) Karst by wood-destroying fungus (Serpula lacrymans) (Wulf. Ex Fr.) Schroet The aim of this work is monitoring variable physical and mechanical properties of domestic conifer pine wood (Pinus sylvestris) while interacting of wood-destroying fungus Serpula lacryman) in certain time periods - 4, 8, 12, 16 weeks after seeding, comparing with datas of control group s samples. Monitored properties were mass defect, wood humidity, strenght limit in pressure along the fibre. Tests show large effect of undesirable degradation of wood-destroying fungus in very short time period as well as dangerousness of wood-destroying fungus (Serpula lacrymans) and noticeable mass defect in wood. Key words Wood-destroying fungus (Serpula lacrymans), pine wood (Pynus silvestris), wood degradation, mass/weight, density, strenght limit

6 Obsah: 1 Úvod Cíl práce Literární přehled Borovice lesní Makroskopická stavba Mikroskopická stavba Chemické složení Fyzikální vlastnosti Mechanické vlastnosti Biotičtí škůdci dřeva Houby způsobující degradaci dřeva Dřevokazné houby hnědé hniloby Dřevokazné houby bílé hniloby Dřevokazné houby měkké hniloby Dřevomorka domácí Systematické zařazení Výskyt Morfologie Typ rozkladu Podmínky růstu Materiály a metodika Příprava zkoušky Zkušební tělesa Živná půda Houbová kultura Zařízení a pomůcky Příprava zkoušky Připravování houbové kultury na Petriho miskách Nasazení houbové kultury do nádob Příprava zkušebních tělísek Založení a časový interval zkoušky Vyjmutí tělísek stanovení výsledků zkoušky Fyzikální vlastnosti a jejich změny Změna vybraných mechanických vlastností Zpracování výsledků Výsledky Výsledky pro skupiny vzorků BOROVICE BĚL Výsledky měření hmotnosti Výsledky měření vlhkosti Výsledky měření mechanických vlastností Výsledky pro skupiny vzorků BOROVICE JÁDRO Výsledky měření hmotnosti Výsledky měření vlhkosti Výsledky měření mechanických vlastností Souhrnné výsledky pro skupiny vzorků borovice BĚLI A JÁDRA Výsledky měření hmotnosti Výsledky měření vlhkosti... 31

7 5.3.3 Výsledky měření mechanických vlastností Celkový přehled zjištěných výsledků Diskuse Změny fyzikálních vlastností Změny mechanických vlastností Závěr Summary Seznam použité literatury Seznam obrázků Seznam tabulek... 41

8 1 Úvod Dřevo je všude kolem nás, je jedním ze stěžejních stavebních materiálů a najdeme ho v interiéru i exteriéru. Dřevo používáme od nepaměti díky jeho přirozenosti, kráse, pevnosti, možnosti snadno ho obrábět a především teplu, které nám dává. Je to nevyčerpatelný zdroj který potřebuje tak málo a dává tak mnoho. Tak jako má mince dvě strany, má i dřevo své slabé stránky. Patří mezi ně především degradace abiotickými a biotickými (dřevokazný hmyz a houby) činiteli. Dřevokazné houby existují snad tak dlouho jako dřevo samo a vracejí ho do nekonečného životního koloběhu, ale aby mohlo sloužit člověku co nejdéle stávají se houby nežádoucím faktorem. Přirozená trvanlivost dřeva vyplývá z jeho anatomické stavby, chemického složení měnící se dle druhu, ale i místa výskytu dřeva a podmínek ve kterých je uloženo, protože nejlepším prostředím pro vývoj dřevokazných hub je vlhko, teplo, lépe temno a nízká cirkulace vzduchu. Aby bylo možné prodloužit trvanlivost dřeva co nejdéle už od pokácení, je třeba poznat pravidla vhodného skladování, dodržování termínů (zapaření kulatiny), dobrá povrchová úprava, konstrukční ochrana a zejména zjistit, za jakých podmínek se dřevokazné houby na hostiteli vůbec neuchytí. Při důkladném pozorování a vyhodnocení těchto jevů, se ušetří do budoucna mnoho času a finančních prostředků při tvorbě dřevařských hodnot.

9 2 Cíl práce Bakalářská práce se zaměřuje na změny vlastností dřeva vystaveného degradačnímu procesu dřevokazné houby, způsobující hnědé tlení. Jako dřevoznehodnocující činitel byla zvolena dřevomorka domácí (Serpula lacrymans). Dřevinou, a zároveň živnou půdou, byla pro tento pokus vybrána borovice lesní (Pinus sylvestris) ve vzorcích z jádrové a bělové části kmene. Cílem práce je porovnat změny vybraných fyzikálních a mechanických vlastnosti v časových úsecích po 4, 8, 12 a 16 týdnech při působení dřevokazné houby. Ve fyzikálních vlastnostech bylo zvoleno pozorování změn hmotnosti a vlhkosti. Z mechanických charakteristik byla vybrána mez pevnosti v tlaku podél vláken. Dle výsledků zkoušek by měl být zjištěn rozsah a rychlost postupu degradace dřevokazné houby na vybraných vlastnostech. 3

10 3 Literární přehled Dřevo je organickým materiálem rostlinného původu, jehož převážná většina pletiv je zdřevnatělá. Dřevo je obnovující se surovina a při správném hospodaření v lesích existuje neomezený potenciál pro doplňování jeho zásob. Pro svoje příznivé vlastnosti je žádaným prvkem životního prostředí člověka. Prakticky se využívá a zpracovává především dřevo kmene stromů dvou hlavních skupin: dřevin listnatých a jehličnatých (Šlezingerová 2005). 3.1 Borovice lesní Je to jeden z nejrozšířenějších stromů mírného pásu na severní polokouli. Borovice je strom s nejvíce druhy (cca 115). Výškově se dá nalézt od 0 m n. m. až po vysokohorské kleče. Adaptovala se na nejrůznější podmínky a stačí jí suché písčité půdy, které zpevňuje a je jednou z mála dřevin, které se lehce uchytí a začnou růst. Borovice má velice pružné a lehké dřevo s výraznou kresbou a množstvím pryskyřice, která vylepšuje její přirozenou trvanlivost. Využívá se na výdřevu v dolech, výrobu lodí, stavebně truhlářské výrobky, jako modelářský materiál, zdroj terpenických látek, její dobrá opracovatelnost dovoluje i řezbářské zpracování a je vynikající jako palivo Makroskopická stavba Borovice je jádrová dřevina, šířka běli je cca 5 cm, běl je nažloutlá, narůžovělá, často se objevuje tzv. zamodrání běle (dřevozbarvující houby). Jádro borovice je zpočátku u čerstvě pokáceného dříví světlehnědé, později na vzduchu tmavne a je až červenohnědé. Jádrové dřevo je oproti běli trvanlivé a odolné. Dobře se suší, opracovává (pryskyřice zhoršuje opracovatelnost povrchů), běl se lépe impregnuje než jádro. 4

11 Obr.1. Prostorové znázornění anatomické stavby jehličnatého dřeva, 1-jarní dřevo, 2-letní dřevo, 3-letokruh, 4-jarní tracheida, 5-letní tracheida, 6-pryskyřičný kanálek, 7-dřeňový paprsek, 8-říčná tracheida (Požgaj, 1997) Mikroskopická stavba Dřevo borovice je složeno ze dvou základních složek jako všechny jehličnany, a sice z tracheid a parenchymatických buněk. Tracheidy mají ve dřevě největší podíl - u borovice je to cca 91 %. Dělí se na jarní tracheidy, které mají zejména funkci vodivou se stěnami tenkými, a tracheidy letní, které naopak splňují funkci mechanickou a jsou kostrou pro celý systém. V kmeni jsou orientovány podél osy růstu, na mikroskopický element mají velice dlouhé tělo 2-6 mm, šířka přibližně 0,02 0,1 mm. Výměna látek probíhá dvůrkatými ztenčeninami na stěnách (dvojtečky). Parenchymatické buňky mají vylučující a zásobovací funkci. Jejich obsah je 5 12 %, jsou kratší, hranolového nebo válcového tvaru a přímo u borovice skládají dohromady dřeňové paprsky a pryskyřičné kanálky. Dřeňové paprsky jsou orientovány kolmo na osu kmene a pryskyřičné kanálky jsou v obou směrech kolmo i podél osy kmene. Místo, kde se dřeňové paprsky kříží s tracheidami, nazýváme křížové pole, na kterém je specifické množství jednoduchých ztenčenin a je tím pádem charakteristické pro jednotlivé dřeviny. 5

12 Tab.1. Přehled anatomických elementů borovice, jejich funkce a podíl ve dřevě (Šlezingerová 2005) Druh buněk Funkce Podíl tracheidy vodivá, mechanická 91 % dřeňové paprsky zásobní, pomocná vodivá 5,3 8,4 % pryskyřičné kanálky vodivá, vylučovací 0,5 1,1 % Chemické složení Dřevo je velice složitý komplex různých látek, z nichž základ tvoří hlavní složky dřeva tzv. polymery (biopolymery) celulosa, hemicelulosy a lignin. V menší míře jsou ve dřevě zastoupeny další organické a také anorganické látky, které se označují jako doprovodné složky dřeva (Šlezingerová 2005). Celulóza je typickým polysacharidem se stavební funkcí. Po chemické stránce je nejstabilnější složkou buněčné stěny. V buněčných stěnách je doprovázena hemicelulózami. Dá se říci, že tvoří kostru zdřevnatělých buněčných stěn anatomických elementů dřeva. Zastoupení celulózy v borovici je cca 48 %. Nejvyšší obsah celulózy je ve vrstvě S2 sekundární stěny. Čistá celulóza tvoří vláknité makromolekuly, které vznikají spojením zbytků D-glukózy sekundárními glykosidickými vazbami. Sloučením dvou molekul β-d-glukopyranózy vzniká disacharid celobióza, která je základní stavební jednotkou celulózy (Gandelová, 2004). Její barva je spíše bílá. Dalším typem polysacharidu ve dřevě jsou hemicelulosy, jejichž obsah v závislosti na druhu dřeva kolísá. U borovice je to přímo 27 %. Jsou doprovodnou složkou celulosy a mezi její vláknitou strukturou tvoří pojivo s ligninem. Nejčastějšími druhy hemicelulóz jsou xylany, manany a galaktany. Po celulose je v dřevě nejvíce zastoupen lignin. Je zodpovědný za zdřevnatění (lignifikaci), je rozprostřen v prostoru, ale ne ve stejné koncentraci v rámci buněčných stěn, letokruhů a kmene. Jeho množství je větší u jehličnanů a konkrétně u borovice je to 24 %. Lignin dává dřevu specifické vlastnosti, zvyšuje jeho pevnost, snižuje pružnost, má funkci ochranou a snižuje propustnost, a to i mikroorganismům. Lignin je amorfní polyfenolická látka, která postrádá pravidelnou strukturu opakující se jednotky, tak jak je to u jiných přírodních biopolymerů běžné. Z toho důvodu není lignin považován za samostatnou sloučeninu, ale jako směs fyzikálně a chemicky heterogenních látek (Šlezingerová 2005). Lze jej extrahovat, ale složení je potom odlišné od přírodního ne- 6

13 změněného stavu. Přírodní lze samostatně nalézt jako zbytek po degradaci dřevokazné houby hnědého tlení. Doprovodné složky dřeva se vyskytují v nepatrném množství mezi 1 3 % a mohou být různé chemické povahy. Ppodepisují se na barvě dřeva, jeho obrobitelnosti, trvanlivosti a vůni. Je možné tyto složky extrahovat rozpouštědly a přesněji je můžeme rozdělit na organické a anorganické. Pokud bychom chtěli dřevo borovice rozložit na jeho elementární chemickou podstatu, hlavní složky by měly tyto podíly: uhlík 49,5 %, vodík 6,4 %, kyslík 44,2 % a dusík cca1 %. Tab.2. Přehled chemické složení dřeva borovice (Melcer 1990) Chemické složení dřeva Složky ve dřevě % Celulóza 48 Hemicelulóza 27 Lignin 24 Popel 1, Fyzikální vlastnosti Dřevo je ve vztahu k okolnímu prostředí hygroskopický materiál, schopný přijímat nebo odevzdávat vodu, ať ve skupenství kapalném nebo plynném. Po skácení se obsah vody ve dřevě podle dalšího použití buď snižuje, nebo zvyšuje. Ve většině případů voda ovlivňuje i vlastnosti dřeva a způsobuje často jejich zhoršení. Se změnou obsahu vody ve dřevě jsou spojeny změny hustoty dřeva, rozměrové změny, odolnost proti houbám a napadení hmyzem, fyzikální a mechanické vlastnosti, technologické postupy zpracování a další (Gandelová 2009). 7

14 Tab.3. Vybrané fyzikální vlastnosti borovice (Horáček, 2001) Fyzikální vlastnosti ρ kg/m³ Hustota ρ kg/m³ podélný směr 0,3 % radiální směr 3,6 % Bobtnání tangenciální směr 7,9 % objemové 11,8 % Pórovitost 65 % Mechanické vlastnosti Mechanické vlastnosti dřeva charakterizují schopnost dřeva odolávat účinkům vnějších sil. Mechanické vlastnosti dělíme do tří skupin základní, odvozené a technologické. Mezi základní patří pružnost, pevnost, plastičnost a houževnatost. Mezi odvozené řadíme tvrdost, odolnost proti tečení, odolnost proti trvalému zatížení a odolnost proti únavovému lomu (Gandelová, Horáček, Šlezingerová 2009). Vždy záleží na tom, v jakém směru dřevo zkoušíme, protože je to anizotropní materiál, který má v každém směru jiné vlastnosti. Tab.4. Vybrané mechanické vlastnosti borovice (Ugolev, 1986) Mez pevnosti [MPa] w = 12% w = 30% tlak ve směru vláken 48,5 21 tlak napříč vláken rad. 5,2 3,1 tlak napříč vláken tag. 7,6 3,1 tah ve směru vláken ohyb

15 3.2 Biotičtí škůdci dřeva Biotičtí činitelé ničící dřevo, které potřebujeme zanechat v původní podobě, jsou všude. Dá se říci: kde je dřevo, tam je i nějaký degradující prvek. Tuto velkou skupinu rostlinných činitelů rozdělujeme na: - dřevokazné houby narušující samotnou podstatu dřeva, - dřevozbarvující houby které působí škody pouze estetické (zamodrání borovice), - plísně pokrývající pouze povrch při zvýšené vlhkosti, ale nenarušující strukturu, - parazitické semenné rostliny jako například jmelí, které je schopné vegetovat přímo na stromě. Dále skupinu biotických škůdců, čili živočišné činitele, rozdělujeme na: - dřevokazný hmyz působící velké škody na obrovské ploše ve velice krátkém čase, - mořští živočichové vegetující zejména na přístavních molech a dřevěných trupech lodí, - ptáci ničící dřevo za účelem obživy, nebo hledání úkrytu a hnízdění, - člověk který narušuje křehké ekosystémy a například nekontrolovatelně vymycuje pralesy pro své pohodlí a vytváří pouště, na kterých už nikdy nic neporoste Houby způsobující degradaci dřeva Houby napadající dřevo mění jeho chemické složení. Enzymaticky rozpustí vše potřebné na jednodušší složky, které potom tráví. Mění tedy celou strukturu a námi tak požadované mechanické vlastnosti. Schopnost rozkládat dřevní hmotu, je u různých druhů hub velice rozdílná. Některé druhy mohou napadat, a činností velmi účinných enzymatických látek mycelia, rozkládat i dřevo zcela zdravé, popřípadě ještě živé. U jiných je účinnost enzymů malá, nebo zcela nepatrná, takže mohou růst pouze na dřevu odumřelém (Balabán, Kotlaba, 1970). Podle toho jaké dřevo může houba rozkládat, je možno je rozdělit na: - parazitické houby vegetující na živých stromech, 9

16 - saprofytické napadají dřevo pokácené (mrtvé), - paraziticko-saprofytické univerzální houby které mohou započít život na dřevě živém, v jeho struktuře se později dopravit do interiéru a pokračovat v růstu. - dřevozbarvující houby a plísně neměnící mechanické vlastnosti, ale zato vlastnosti fyzikální, zejména barvu, vůni a propustnost (Reinprecht 1998), živí se volně dostupnými sacharidy: cukrem a škrobem. Obr.2. Rozdělení dřevodegradujících hub (Holan, 2006) Dřevokazné houby hnědé hniloby Houby způsobující hnědou hnilobu rozkládají hlavně polysacharidy dřeva: celulosu a hemicelulosu. Odhalí lignin, který na vzduchu oxiduje, což vede k charakteristickému hnědému zbytku dřeva. Houby hnědého tlení nejvíce napadají jehličnaté dřeviny. Hyfy prorůstají lumenem buněk, jelikož mají menší rozměr, než jsou ztenčeniny ve dřevě. Jsou viditelné pod světelným mikroskopem (Holan 2007). 10

17 Obr.3. Makroskopický pohled na poškození dřeva houbou hnědé hniloby (Unger, 2001) Dřevokazné houby bílé hniloby Název bílá hniloba byl zaveden podle bílé barvy degradovaného dřeva. Houby bílého tlení jsou schopné rozkládat lignin i další složky buněčné stěny (polysacharidy). Tyto procesy probíhají současně nebo postupně. Většina hub bílého tlení preferuje tvrdá dřeva (listnáče) (Bavendamm 1928) Dřevokazné houby měkké hniloby Měkká hniloba je samostatnou skupinou. Díky svým odlišnostem, je schopna rozkládat celulosu i lignin, má podobné i enzymy, ale její postup je mnohem pomalejší než u hnědé hniloby i bílého tlení. Napadají listnaté i jehličnaté dřeviny. Měkká hniloba žije přímo v buněčných stěnách a svým unikátním způsobem degradace velice snižuje mechanické vlastnosti, ale za minimálních úbytků dřevní hmoty, což jí dává příznačné poznávací znaky. 11

18 3.3 Dřevomorka domácí Systematické zařazení Oddělení Třída Podtřída Skupina řádů Řád Čeleď Rod Druh Basidiomycota (houby stopkovýtrusné) Basidiomycetes (vlastní houby stopkovýtrusné) Holobasidiomycetidae Hymenomycetes Aphyllophorales (nelupenaté) Coniophoraceae Coniophora Serpula lacrymans (dřevomorka domácí) Synonyma: Gyrophana lacrymans, Merulius domosticus, Merulius lacrymans Obr.4. Plodnice dřevomorky domácí (Serpula lacrymans) vytvořena při příznivých podmínkách 12

19 3.3.2 Výskyt Dřevomorka domácí se vyskytuje téměř všude - v Evropě, Asii a chladnějších oblastech Afriky - mimo Ameriku, kde není tak běžná. Typickým místem nálezů této snad nejobávanější dřevokazné houby je zabudované dřevo našich domů, které jsme dostatečně neizolovali od vlhkosti, nebo nemá možnost, aby se z něj nasbíraná vlhkost přirozeně odpařila. Napadá většinou dřevo jehličnatých stromů, což ovšem není pravidlem, a dokáže si poradit i s ostatními materiály na bázi dřeva Morfologie Povrchové mycelium je bílé, bělavě šedé až šedivé, často s rušivými citrónově žlutými nebo vínově červenými skvrnami. Vytváří povlaky podobné pavučinám, vatě, kůži, které můžeme ze dřeva stáhnout. Vlákna mycelia jsou v průměru široká až 8 mm a několik metrů dlouhá, prorůstající i zdí. Plodnice jsou oválné o průměru až 1 m. Plodnice jsou podobné volskému oku. Spory jsou rezavě hnědé, eliptické a na jednom konci zakončeny špičatě (9-12 x 4-6 um). Hyfy ve dřevě mají průměr 2 um a prorůstají dvůrkatými ztenčeninami ve dřevě. Konce hyf mají tvarované do kapky vody (lacrymans - slza) (Holan, 2007) Typ rozkladu Hnědá hniloba degradující celulosovou kostru, zanechává lignin, který praská cca po 5 cm ve směru růstu, mycelium houby se rychle rozrůstá, intenzivně rozkládá dřevo, přičemž vzniká tolik vody, že se na podhoubí vylučuje v kapkách a dřevo i ovzduší značně zvlhčuje. V krátké době je houba schopna zničit vše dřevěné v domě (Balabán, Kotlaba 1970). 13

20 3.3.5 Podmínky růstu Nejvhodnějšími podmínkami pro růst a rozvoj této dřevokazné houby hnědého tlení je vlhkost dřeva mezi %, a co se týče teplotní náročnosti, nejvíce se jí dařilo při 21 C. Pokud se houba už někde ujme, je těžké ji zastavit z důvodu rychlého růstu, nepozorovaného šíření a schopnosti vydržet i v nehostinných podmínkách díky mnohametrovým hyfám, dopravujícími vodu ze značné vzdálenosti, nebo ve stavu spánku vyčkat i několik let na příhodné podmínky k obnovení růstu. Obr.5. Mycelium dřevomorky domácí (Serpula lacrymans) v příznivém prostředí sklepních prostor 14

21 4 Materiály a metodika 4.1 Příprava zkoušky Zkušební tělesa Druh dřeviny Za zkušební tělesa byla vybrána jedna z našich nejznámějších domácích dřevin mezi jehličnany - borovice lesní (Pinus sylvestris). Materiál byl vybrán podle požadavků normy ČSN EN 113. Jakost dřeviny Přirozeně vysušené dřevo bylo vybráno tak, aby všechny zkušební tělíska byla bez jakýchkoli vad, zabarvení, či odklonů vláken nebo trhlin s rovnoměrnými přírůstky v letokruzích Výběr zkušebních těles Zkušební tělesa byla nařezána ze strojně obrobených latí o průřezu 20 x 20 mm a vybrána s ohledem na členitost zkušebních skupin. Všechny úhly jsou pravé. Rozměry a hustota zkušebních těles Každé zkušební těleso mělo při vlhkosti 12 % následující rozměry: 40 ± 0,5 mm 20 ± 0,5 mm 20 ± 0,5 mm. Odklon vláken těles byl menší než 10. Jednotlivá zkušební tělesa byla rozdělena do skupin podle hustoty tak, aby se průměr hustot v jednotlivých sériích od sebe lišil max. o 2 %. Podle požadavků na zkušební těleso bylo vybráno 500 ks vzorků, tedy 10 skupin po 50 ks. Počet a rozdělení zkušebních těles Zkušební tělesa se rozdělí na: Kontrolní vzorky: Dvě samostatné skupiny vybrané z běli a jádra vždy po 50 ks, jejichž data nakonec budou sloužit jako porovnání se vzorky degradovanými. Degradované vzorky: Další 4 skupiny z bělového dřeva borovice a taktéž 4 skupiny jádrového dřeva, které se připraví na naočkování dřevokazné houby se zkouškami po 4, 8, 12 a 16 týdnech, vždy po 50 ks. 15

22 Všechna zkušební tělesa byla dostatečně označena pro pozdější identifikaci daného vzorku a účelné vyhodnocení výsledků. Obr.6. Značení vzorků BO- běl Živná půda Živnou půdou pro dřevokaznou houbu byl Malt extrakt agar Base m137. Složení a postup přípravy živného podkladu nám udává norma ČSN EN113. Se složením: agar (15 g/l), sladový extrakt (30 g/l) a peptan (5 g/l). 50 g směsi bylo rozpuštěno v 1 l destilované horké vody. Po dostatečném rozptýlení v roztoku byly přiměřeně naplněny kultivační nádoby, aby vrstva po vychladnutí byla cca 4 mm. Uzavřené nádoby následně prošly sterilizací v autoklávu (120 C), doba sterilizace min. 20 min Houbová kultura Vybrána byla dřevokazná houba hnědé hniloby dřevomorka domácí (Serpula lacrimans) Zařízení a pomůcky Zařízení : sušárna (zařízení nastavené na teplotu 103 ± 2 C) elektronické váhy Scaltec (s přesností vážení na 0,01 g) autokláv (zařízení na sterilizaci parou při teplotě 120 C) sterilní box Polaris (zde se prováděla manipulace s houbovými kulturami) termostat Sanyo Incubator MIR 153 (inkubátor) univerzální zkušební stroj Zwick/Z050 + PC 16

23 Pomůcky : Elektronické posuvné měřidlo, Petriho misky, kultivační nádoby, alobalová fólie, teploměr, odměrný válec, baňka s kulatým dnem - úzkohrdlá, plynový kahan, lžíce, pinzeta, skalpel, sklíčka. 4.2 Příprava zkoušky Připravování houbové kultury na Petriho miskách Z laboratorní zálohy této houby na jedné Petriho misce potřebujeme rozmnožit mycelium na další misky. Toto se provádí oddělením pomocí skalpelu ošetřeného ohněm ve sterilním boxu. Kousky mycelia vkládáme do připravených Petriho misek se živnou půdou. Růst je velice rychlý a už po 14 dnech můžeme dřevomorku použít k naočkování. Obr.7. Petriho miska s houbovou kulturou Nasazení houbové kultury do nádob Opět ve sterilním boxu se sterilovaným skalpelem mycelium rozkrájíme na malé kousky a vždy po několika kusech vkládáme na novou živnou půdu v kultivačních nádobách. Pro zajištění výměny vzduchu, pro potřeby růstu, se místo gumového těsnění používá uzavírání přes gázu. Opět stačí dva týdny a dno kultivačních nádob je dostatečně pokryto myceliem. 17

24 Obr.8. Kultivační nádoba s dostatečně rozrostlou houbovou kulturou Příprava zkušebních tělísek Vybrané vzorky o přesně daných rozměrech a čitelně označených pro další záznamy dat, byly vysušeny při teplotě 103 C dle normy ČSN na vlhkost 0 %. Absolutní vlhkost wabs všech vzorků se vypočte podle normy ČSN EN 322 z následujícího vzorce: w abs mw m = m Kde: wabs vlhkost vzorku [%] mw hmotnost vlhkého vzorku [g] m0 hmotnost absolutně suchého dřeva [g] Vysušená tělesa je třeba změřit a zvážit. Měření probíhá digitálním posuvným měřítkem a vážením na laboratorních váhách (přesnost na 0,01 g/mm). Získané údaje nám umožní výpočet objemu tělesa V podle vzorce : V = l. r. t Kde: V objem vzorku [m³] l podélný rozměr [m] r radiální rozměr [m] t tangenciální rozměr [m] Z objemu V byla dále vypočítána hustota ρ a to podle vzorce: ρ = m V Kde: ρ hustota vzorku odpovídající dané vlhkosti [kg/m³] m hmotnost vzorku při dané vlhkosti [g] V objem vzorku při dané vlhkosti [m³] 18

25 Po přidělení hustoty všem označeným vzorkům, následuje zařazení do jednotlivých skupin po 50 ks, aby rozptyl hustoty ve skupině nepřesáhl 2 %. I samotné vzorky, před vložením do kultivačních nádob, prodělají sterilizaci při teplotě 100 C a časovém úseku min. 30 minut. 4.3 Založení a časový interval zkoušky Veškerá manipulace probíhá ve sterilním boxu za pomoci laboratorního náčiní. Máme připraveny kultivační nádoby a sterilní vzorky, které pinzetou pokládáme na sklíčka v kultivačních nádobách, zabraňující okamžitému styku s houbou. Po uzavření nádob zajistíme dostatečné označení, co se nachází uvnitř, čas naočkování a následně datum vyjmutí, dle skupin běli a jádra stupňovitě po 1, 2, 3 a 4 měsících. 4.4 Vyjmutí tělísek Po daných časových úsecích se vzorky z kultivačních nádob vyjímají šetrně bez dalšího poškození, čistí od mycelia houby a sterilují v autoklávu teplotou 120 C. Pokud se tento postup neprovádí hned, ukládají se skupiny do chladícího boxu, kde teplota kolem 5 C neumožňuje houbě další růst a zároveň degradaci, která by ovlivnila průběh zkoušky. Obr.9. Kultivační nádoba s rozrostlým myceliem dřevomorky na zkušebních vzorcích a vzorky po vyjmutí a čištění před dalšími zkouškami 19

26 4.5 stanovení výsledků zkoušky Fyzikální vlastnosti a jejich změny Úbytek hmotnosti Úbytek hmotnosti lze měřit až po vysušení na 0 %, ale nejdříve proběhly mechanické zkoušky, které by nebylo možno provést, kdyby byl postup opačný. Degradace houby způsobila úbytek dřevní hmoty. Jeho velikost spočítáme dle vzorce: m = m m m Kde: m změny hmotnosti [%] m1 původní hmotnost při 0 % vlhkosti[g] m2 - konečná hmotnost při 0 % vlhkosti [g] Změna vlhkosti Absolutní vlhkost wabs všech vzorků se vypočte podle normy ČSN EN 322 z následujícího vzorce: w abs mw m = m Kde: wabs vlhkost vzorku [%] mw hmotnost vlhkého vzorku [g] m0 hmotnost absolutně suchého dřeva [g] Změna vybraných mechanických vlastností Přidělená zkoumaná mechanická vlastnost meze pevnosti v tlaku podél vláken byla zkoušena dle předpisů. Stanovení meze pevnosti Postup zkoušky probíhá podle normy ČSN Zkušební tělíska byla vložena do univerzálního zkušebního stroje Zwick/Z050, přesně do středu mezi dvě tlačné čelisti. Zkušební tělíska byla zatěžována rovnoměrně konstantní rychlostí. Mez pevnosti 20

27 v tlaku ve směru vláken při dané vlhkosti jednotlivých zkušebních tělísek se vyjádří v MPa. Hodnotu meze pevnosti nám zaznamenává počítač opisováním křivky připojeného zařízení. Mez pevnosti lze také vypočítat podle vzorce: σ w = F m ax r t Kde: σ w mez pevnosti v tlaku podél vláken při dané vlhkosti [MPa] Fmax síla na mezi pevnosti [N] r, t příčné rozměry zkušebního tělesa [mm] Obr.10. Vzorek při zkoušce pevnosti v čelistích laboratorního stroje Zwick/Z Zpracování výsledků Naměřené hodnoty byly tabulkově zpracovány a vyjádřeny graficky. Pro každou skupinu vzorků byl určen: počet vzorků, střední hodnota, medián, minimální a maximální hodnota, rozptyl výběrů, směrodatná odchylka a variační koeficient. 21

28 5 Výsledky Výsledky budou vyjádřeny pomocí popisné statistiky, grafů a tabulek. Naměřené a vypočítané hodnoty fyzikálních a mechanických vlastností budou porovnávány mezi zdravým a degradovaným dřevem. 5.1 Výsledky pro skupiny vzorků BOROVICE BĚL V následující tabulce jsou uvedeny výsledky popisné statistiky hustoty ρ 0 všech skupin vzorků před degradací dřevokaznou houbou a následně pomocí krabicových grafů. Na obrázku je znázorněno rozdělení hodnot jednotlivých souborů graficky. Skupiny jsou dostatečně vyrovnané, aby se neprohlubovala chyba měření. Hustota se pohybuje kolem 490 (kg/m³). Hustota ρ 0 c Tab.5. Popisná statistika hustoty ρ 0 všech skupin před degradací ( BO-běl) Počet Průměr Medián Minimum Maximum Rozptyl Sm. odch. Koef. prom. Kontrolní ,18 497,38 432,73 516,83 327,47 18,10 3,67 4 týdny ,31 498,36 414,52 564,41 646,87 25,43 5,16 8 týdnů ,91 492,73 413,45 519,24 510,58 22,60 4,62 12 týdnů ,71 500,54 441,52 532,51 285,44 16,89 3,41 16 týdnů ,66 497,39 407,74 545,42 632,83 25,16 5, Hustota ρ 0 (kg/m³) Kontrolní Pro 8 týdnů Pro 16 týdnů Pro 4 týdny Pro 12 týdnů Obr.11. Grafické znázornění hustoty ρ0 všech skupin (BO-běl) 22

29 5.1.1 Výsledky měření hmotnosti Následující tabulka nám dává kompletní údaje o úbytku dřevní hmoty (hmotnosti) vlivem degradace dřevokaznou houbou ve skupině bělového dřeva borovice lesní. Úbytk po 4 týdnech je 8 % a v 16. týdnu při posledním měření se zvýšil o 20 %. Pomocí krabicových grafů je vidět názorněji zjištěná závislost zvyšujícího se hmotnostního úbytku dřeva v pokročilejším stádiu degradace. Tab.6. Popisná statistika hmotnostních úbytků u degradovaných vysušených vzorků porovnaných s kontrolními ( BO-běl) Hmotnost Sm. Koef. Procentuální m 0 (g) Počet Průměr Medián Minimum Maximum Rozptyl odch. prom. změna 4 týdny 50 0,64 0,59 0,45 1,18 0,03 0,16 24,74 8,01 8 týdnů 50 1,02 1,02 0,63 1,39 0,04 0,19 18,92 12,74 12 týdnů 50 1,42 1,37 0,10 2,20 0,14 0,37 26,37 17,62 16 týdnů 50 2,52 2,50 1,67 3,40 0,18 0,42 16,77 31,40 3,5 3,0 2,5 Hmotnost m 0 (g) 2,0 1,5 1,0 0,5 0,0 4 týdny 8 týdnů 12 týdnů 16 týdnů Obr.12. Grafické znázornění hmotnostních úbytků u degradovaných vysušených vzorků porovnaných s kontrolními ( BO-běl) 23

30 5.1.2 Výsledky měření vlhkosti Tabulka nám zobrazuje údaje popisné statistiky zvyšující se vlhkosti vzorků běli v čase za působení dřevokazné houby. Po 16 týdnech od počátku degradace se vlhkost zvedla z původních 12 % na 45 %, oproti prvnímu měření po 4 týdnech (30 %) je to navýšení o dalších 15 % vlhkosti. A grafické znázornění nám opisuje údaje z tabulky pomocí krabicových grafů. Tab.7. Popisná statistika změny vlhkosti u degradovaných vzorků ( BO-běl) Vlhkost w (%) Počet Průměr Medián Min. Max. Rozptyl Sm. odch. Koef. prom. 4 týdny 50 30,56 31,21 0,18 53,03 100,35 10,02 32,78 8 týdnů 50 37,04 35,30 31,90 73,30 50,13 7,08 19,12 12 týdnů 50 40,98 40,28 36,61 49,23 10,40 3,22 7,87 16 týdnů 50 45,13 44,44 32,01 65,17 33,10 5,75 12, Vlhkost w (%) týdny 8 týdnů 12 týdnů 16 týdnů Obr.13. Grafické znázornění změn vlhkosti u degradovaných vzorků v čase ( BO-běl) 24

31 5.1.3 Výsledky měření mechanických vlastností V tabulce jsou uvedeny výsledky popisné statistiky meze pevnosti v tlaku podél vláken kontrolních a degradovaných vzorků běli ve stanovených časových intervalech. Od původní pevnosti kontrolních vzorků, které bylo 19 Mpa se po 16 týdnech degradace snížilo na pouhé 3 Mpa což je propad o 85 %. Na obrázku jsou krabicové grafy, které nám znázorňují grafické srovnání hodnot meze pevnosti jednotlivých naměřených souborů. Tab.8. Popisná statistika meze pevnosti kontrolních a degradovaných vzorků ( BO-běl) Mez pevnosti(mpa) Počet Průměr Medián Min. Max. Rozptyl Sm. odch. Koef. prom. Procent. změna Kontrolní 50 19,19 19,61 10,30 23,65 6,17 2,48 12,94 0,0 4 týdny 50 16,93 17,60 8,10 21,80 7,22 2,69 15,87-11,8 8 týdnů 50 9,42 9,46 3,52 15,19 8,04 2,84 30,09-50,9 12 týdnů 50 4,19 3,93 1,23 15,74 6,58 2,57 61,18-78,1 16 týdnů 50 2,72 1,91 1,10 11,63 4,31 2,07 76,33-85,8 Mez pevnosti (MPa) Kontrolní 4 týdny 8 týdnů 12 týdnů 16 týdnů Obr.14. Grafické znázornění meze pevnosti kontrolních a degradovaných vzorků ( BO-běl) 25

32 5.2 Výsledky pro skupiny vzorků BOROVICE JÁDRO V následující tabulce jsou uvedeny výsledky popisné statistiky hustoty ρ 0 všech skupin vzorků z jádra před degradací dřevokaznou houbou a následně pomocí krabicových grafů. Na obrázku je znázorněno rozdělení hodnot jednotlivých souborů graficky. Vzorky splňují podmínku výběru do skupin, hmotnost se pohybuje kolem 455 kg/m³. Tab.9. Popisná statistika hustoty ρ 0 všech skupin před degradací ( BO-jádro) Hustota ρ 0 (kg/m³) Počet Průměr Medián Min. Max. Rozptyl Sm. odch. Koef. prom. Kontrolní ,86 464,73 368,45 516, ,61 40,93 8,96 4 týdny ,15 464,46 367,24 515, ,58 41,13 9,02 8 týdnů ,26 463,77 358,12 515, ,77 41,79 9,18 12 týdnů ,77 464,38 366,66 515, ,50 41,30 9,06 16 týdnů ,57 464,68 368,33 516, ,99 40,94 8, Hustota ρ 0 (kg/m³) Kontrolní Pro 8 týdnů Pro 16 týdnů Pro 4 týdny Pro 12 týdnů Obr.15. Grafické znázornění hustoty ρ0 všech skupin (BO-jádro) 26

33 5.2.1 Výsledky měření hmotnosti V tabulce jsou uvedeny hmotnostní úbytky jádrového dřeva borovice v čase a je taktéž připojeno grafické vyobrazení zvyšujícího se úbytku. Po 4 týdnech je snížení hmotnosti o 11 % a v 16 týdnu se dostáváme i u jádra až na hranici 20 % úbytku. Hmotnost m0(g) Tab.10. Popisná statistika hmotnostních úbytků u degradovaných vysušených vzorků porovnaných s kontrolními ( BO-jádro) Počet Průměr Medián Min. Max. Rozptyl Sm. odch. Koef. prom. Procentuální změna 4 týdny 50 0,87 0,74 0,14 2,33 0,27 0,52 59,72 11,23 8 týdnů 50 0,90 0,83-0,03 1,65 0,06 0,25 27,45 11,89 12 týdnů 50 1,16 1,07-0,60 2,69 0,34 0,58 50,29 15,60 16 týdnů 50 1,53 1,44 0,62 3,09 0,40 0,63 41,40 20,15 3,0 2,5 2,0 Hmotnost m0 (g) 1,5 1,0 0,5 0,0-0,5 4 týdny 8 týdnů 12 týdnů 16 týdnů Obr.16. Grafické znázornění hmotnostních úbytků u degradovaných vysušených vzorků porovnaných s kontrolními ( BO-jádro) 27

34 5.2.2 Výsledky měření vlhkosti Tabulka nám zobrazuje údaje popisné statistiky zvyšující se vlhkosti vzorků jádra v čase za působení dřevokazné houby. Navýšení už po prvním měsíci vykazuje změnu od původních 12 % o dalších 10 % a při posledním měření v 16 týdnech, po vložení vzorků, je i u jádra celková průměrná vlhkost 35 % A grafické znázornění nám opisuje údaje z tabulky pomocí krabicových grafů. Tab.11. Popisná statistika změny vlhkosti u degradovaných vzorků ( BO-jádro) Vlhkost w (%) Počet Průměr Medián Min. Max. Rozptyl Sm. odch. Koef. prom. 4 týdny 50 22,30 23,36 2,18 38,82 80,22 8,96 40,17 8 týdnů 50 26,72 26,70 22,55 33,64 4,77 2,18 8,17 12 týdnů 50 28,11 27,11 15,37 38,37 25,62 5,06 18,01 16 týdnů 50 34,71 35,41 3,62 51,87 71,23 8,44 24, Vlhkost w (%) týdny 8 týdnů 12 týdnů 16 týdnů Obr.17. Grafické znázornění změn vlhkosti u degradovaných vzorků v čase ( BO-jádro) 28

35 5.2.3 Výsledky měření mechanických vlastností V tabulce jsou uvedeny výsledky popisné statistiky meze pevnosti v tlaku podél vláken kontrolních a degradovaných mokrých vzorků ve stanovených časových intervalech. Pevnost zdravých vzorků je 20 MPa, skupina po 4 týdnech degradace udává snížení pevnosti o 14 % a v 16 týdnu se tato ztráta prohlubuje až na ½ původní hodnoty. Pro názornost jsou následně uvedeny krabicové grafy snižující se pevnostní charakteristiky. Tab.12. Popisná statistika meze pevnosti kontrolních a degradovaných vzorků ( BO-jádro) Mez pevnosti(mpa) Počet Průměr Medián Min. Max. Rozptyl Sm. odch. Koef. prom. Procentuální změna Kontrolní 50 20,00 19,87 11,95 26,88 15,37 3,92 19, týdny 50 17,25 17,77 9,15 23,27 15,68 3,96 22,95-13,74 8 týdnů 50 13,71 14,65 2,22 21,19 22,44 4,74 34,54-31,44 12 týdnů 50 10,74 9,57 1,79 22,36 32,13 5,67 52,78-46,29 16 týdnů 50 10,58 9,02 1,49 22,59 42,51 6,52 61,62-47, Mez pevnosti(mpa) Kontrolní 4 týdny 8 týdnů 12 týdnů 16 týdnů Obr.18. Grafické znázornění meze pevnosti kontrolních a degradovaných vzorků ( BO-jádro) 29

36 5.3 Souhrnné výsledky pro skupiny vzorků borovice BĚLI A JÁDRA Následující část nám ve třech krabicových grafech znázorní výsledky z běli a jádra, a sice postupně jejich hmotnostní úbytky, narůstající vlhkost a zhoršující se mechanické vlastnosti ve stanovených časových intervalech Výsledky měření hmotnosti Vyobrazení nám dává možnost porovnat výsledky vzorků běli a jádra ve stejných časových úsecích. Vyšší úbytky odpovídají již od začátku degradace běli a nižší jádru. Konečný dobře patrný rozdíl úbytků v 16 týdnu je o více než 10 %. Obr.19. Grafické znázornění hmotnostních úbytků u degradovaných vysušených vzorků porovnaných s kontrolními u skupin BĚLI a JÁDRA 30

37 5.3.2 Výsledky měření vlhkosti Na vyobrazení můžeme pozorovat rozdílně vzrůstající vlhkost v běli a jádru ve stejných časových úsecích. Jíž od prvního měření je vlhkost běle patrně vyšší než u jádra a v 16 týdnu se už obě hodnoty pohybují průměrně nad hranicí 30 % vlhkosti, nicméně běl má tuto hodnotu vyšší ještě o 10 % než jádro. Obr.20. Grafické znázornění změn vlhkosti u degradovaných vzorků v čase u BĚLI a JÁDRA 31

38 5.3.3 Výsledky měření mechanických vlastností Původní pevnost nedegradovaných vzorků se pohybuje kolem 20 MPa. Graf nám ukazuje porovnání běli a jádra ve stejných časových úsecích. Už od začátku je vidět větší propad pevnosti jádra. V konečné fázi měření po 16 týdnech je hodnota pevnosti běli na pouhých 14 % oproti hodnotě kontrolní skupiny, zatímco jádro se drží alespoň na ½. Obr.21. Grafické znázornění meze pevnosti kontrolních a degradovaných vzorků u BĚLI a JÁDRA 32

39 5.3.4 Celkový přehled zjištěných výsledků V konečné souhrnné tabulce je možno nalézt hlavní výsledky měření a porovnávat hodnoty s kontrolními skupinami nedegradovaných vzorků a zároveň odlišnosti bělové a jádrové části zkoušky. Tab.13. Souhrn číselných výsledků fyzikálních a mechanických závislostí Skupina Hustota ρ0 zdravé Hmotnostní úbytek m0 Průběžná vlhkost w Mez pevnosti σ kg/m³ g % % MPa % Kontrolní (běl) 493, ,19 0 Kontrolní (jádro) 456, týdny (běl) 493,31 0,64 8,1 30,56 16,93-11,8 4 týdny (jádro) 456,15 0,57 7,45 22,3 17,25-13,74 8 týdnů (běl) 488,91 1,02 12,74 37,04 9,42-50,9 8 týdnů (jádro) 455,26 0,9 11,89 26,72 13,71-31,44 12 týdnů (běl) 495,71 1,42 17,62 40,98 4,19-78,1 12 týdnů (jádro) 455,77 1,16 15,6 28,11 10,74-46,29 16 týdnů (běl) 490,66 2,52 31,34 45,13 2,72-85,8 16 týdnů (jádro) 456,57 1,53 20,15 34,71 10,58-47,1 Souhrnný graf názorně zachycuje procentuální závislosti fyzikálního a mechanického sledování ve stanovených časových intervalech po 4, 8, 12 a 16 týdnech od nasazení dřevokazné houby dřevomorky domácí na dřevo borovice lesní. Obr.22. Grafické znázornění výsledků fyzikálních a mechanických závislostí 33

40 6 Diskuse 6.1 Změny fyzikálních vlastností Z fyzikálních vlastností degradovaného dřeva byly sledovány a porovnávány s hodnotami zdravých skupin: změny hmotnosti a vlhkosti. Nejpoužitelnější a nejprokazatelnější změnou se stal úbytek hmotnosti v daných časových intervalech při působení dřevokazné houby. Pokud se podíváme na souhrnnou tabulku výsledků (tab. 13), můžeme procentuelně sledovat narůstající úbytky dřevní hmoty a porovnávat mezi jednotlivými skupinami. U bělových výsledky dosáhly ve 4 týdnech po naočkování 8,1 % hmotnostního úbytku, po 8 týdnech to už bylo 12,74 %, ve 12 týdnu dosahovala ztráta 17,62 % a po největším časovém úseku, tedy 16 týdnu degradace až na 31,34 %. Z počátku kdy se houba ve dřevě usazuje nejsou patrny tak velké úbytky, ale postupem času se tyto hodnoty navyšují a největší rozdíl je mezi dvěma posledními měřeními a to o 13,72 %, což nám potvrzuje sílící aktivitu houby. Ve skupinách jádrové části zkoušky jsou výsledky odlišné, po 4 týdnech je úbytek 7,45 %, po 8 týdnech podobných 11,89 %, po 12 týdnech 15,6 % a po 16 týdnech se i u jádra dostáváme na hranici 20 %, houba si i zde dokázala vytvořit příznivé prostředí. Výsledky potvrdily očekávání rapidních úbytků dřeva běli a větší trvanlivosti jádrové části. Rozdíl by byl možná mnohem větší i na začátku, ale houba měla v první a druhé skupině běli pomalejší vývoj. Výsledky měření vlhkosti hned po vytažení z kultivačních nádob můžeme souhrnně sledovat také v tabulce 13 a na obrázku 22. Houba si opět prostředí upravuje ke svému optimu % vlhkosti. Přesně to bylo u běli po 4 týdnech na 30,56 %, po 8 týdnech na 37,04 %, vlhkost pořád roste a ve 12 týdnu to dává už 40,98 % a po posledním období růstu (16 týdnů) je až na 45,13 %. Jádro potvrzuje svoji menší průchodnost díky procesu zjadrnění tedy po 4 týdnech je vlhkost na pouhých 22,3 %, po 8 týdnech 26,72 %, i nadále roste docela pomalu protože po 12 týdnech je hodnota 28,11 % a po 16 týdnech na 34,71 %. 34

41 6.2 Změny mechanických vlastností Z mechanických vlastností degradovaného dřeva byly sledovány a porovnávány s hodnotami nedegradované skupiny, závislost meze pevnosti podél vláken. Pro srovnání hodnot byly jak napadené tak i zkušební vzorky máčeny a měřeny ve stavu meze hygroskopicity (MH). V souhrnné tabulce 13 a obrázku 22 je možno sledovat vývoj celé zkoušky, porovnávat pevnost v různých stádiích vývoje a kontrolních vzorků a také samostatně hodnoty mezi bělí a jádrem. Po 4 týdnech působení degradačního procesu na vzorky běli byla zjištěna průměrná pevnost v tlaku podél vláken o 11,8 % horší než u vzorků kontrolních, po 8 týdnech se zhoršení zvyšuje na 50,9 %, což už je celá polovina v tak krátkém časové intervalu, po dalších 4 týdnech (12 týdnů) je propad už na 78,1 %. Poslední měření dokazuje velkou nebezpečnost dřevomorky domácí, která po pouhých 16 týdnech degradačního procesu snížila pevnost o 85,8 % v bělové části. U jádra se výsledky pevnosti nepoškozených kontrolních vzorků pohybovali v podobné výši jako u běli, ale po degradačním procesu se značně lišily. Po 4 týdnech je zhoršení pevnosti na vzorcích jádra o 13,74 % což je dokonce výše než u běli, ale může to být opět dáno špatným vývojem houby v první a druhé skupině běli. Po 8 týdnech se dostáváme na zhoršení pevnostních charakteristik o 31,44 % což je velký skok, ale ne tolik oproti běli ve stejném období, po 12 týdnech se dostáváme na zhoršení o 46,29 % a při posledním měření vzorků jádra po 16 týdnech degradace na úpadek 47,1 %. Poslední dvě hodnoty nebyli příliš rozdílné, mohlo to být zapříčiněno větším množstvím jádrových látek u poslední skupiny jádra, nicméně se ale větší trvanlivost jádra opět prokázala a oproti běli, která klesla až na pouhých 14 % své původní pevnosti, si zanechala alespoň ½ pevnosti. Za pokles pevnosti může hlavně úbytek celulosy. 35

42 7 Závěr Bylo zjištěno že se fyzikální a mechanické vlastnosti borovice lesní (Pinus sylvestris) se při působení dřevokazné houby hnědého tlení dřevomorky domácí (Serpula lacrymans) negativně mění. Hmotnostní úbytky se časem zvyšují ať se jedná o běl nebo jádro, dřevokazná houba si totiž sama dotváří své přirozené prostředí, rozvíjí svoji aktivitu a tím pádem i více enzymaticky rozpustí a stráví. Po čtyřech týdnech působení dřevomorky jsou úbytky u běli 8,1 % a jádra 7,45 %, po druhém časovém úseku se zvyšují u běli na 12,74%, u jádra to je 11,89 %, třetí časový interval nás posunuje na hodnoty u běli 17,62% a jádra 15,6 % a poslední nejradikálnější období vykazuje hodnoty úbytku u běle 31,34 % a jádra 20,15 %, což už dává rozdíl 11,19 %. Zvyšující se vlhkost dokrasluje působení houby a její optomální podmínky, po 4 týdnech to byla u běli 30,56 %, u jádra 22,3 %, po 8 týdnech běl 37,04 %, jádro 26,72 %, po 12 týdnech běl 40,98 % a jádro 28,11 %, poslední období nám navyšuje vlhkost u běli na 45,13 % a u jádra na 34,71 %. Mez pevnosti v tlaku podél vláken má taktéž horšící se tendence, hmotnostní úbytek a vlhkost se s časem zvyšuje a pevnost klesá. U zdravých vzorků vyšla pevnost pro běl 19,19 MPa a jádro 20 MPa oproti těmto hodnotám byl pokles po čtyřech týdnech u běli o 11,8 % a jádra o 13,74 %, po osmi týdnech u běli o 50,9 % a jádra 31,44 %, po dvanácti týdnech u běli o 78,1 % a jádra 46,29 % po celém období zkoušky byl pokles pevnosti u běli o 85,8 % a jádra 47,1 %. 36

43 8 Summary It was found that physical and mechanical properties of domestic conifer pine wood (Pinus silvestris) change negatively while interacting of wood-destroying brown rot fungus (Serpula lacrymans). Mass defect grows with time, whether sapwood or heartwood, because wooddestroying fungus creates it s habitat itself. It evolves activity and thereby enzymatically melts and consumes more. After four weeks of interacting of wood-destroying fungus diminution of sapwood is 8,1 %, of heartwood is 7,45 %. After the second time period sapwood s diminution rises to 12,74 %, heartwood s dimunition rises to 11,89 %. Results of the third time period grow up to 17,62 % (sapwood) and 15,6 % (heartwood). The third and the most radical time period shows mass defect with sapwood 31,34 % and with heartwood 20,15 %, which gives a difference 11,19 %. Increasing density constitutes interacting of wood-destroying fungus and it s optimum conditions, after four weeks it was 30,56 % (sapwood) and 22,3 % (heartwood), after eight weeks 37,04 %, (sapwood), 26,72 % (heartwood) and after twelve weeks it was 40,98 % (sapwood) and 28,11 % (heartwood). In the last period the density of sapwood gross up to 31,34 % and the density of heartwood gross up to 34,71 %. Strenght limit in pressure along the fibre has also worse movement, mass defect and density grow with time period and strenght declines. With respect to a health sample, the strenght for sapwood was 19,19 MPa and for heartwood 20 MPa. In comparison with these values, a decline was after four weeks 11,8 % (sapwood) and 13,74 % (heartwood), after eight weeks 50,9 % (sapwood), 31,44 % (heartwood), after twelve weeks 78,1 % (sapwood) and 46,29 % (heartwood). During the whole test the decline of strenght was 85,8 % (sapwood) and 47,1 % (heartwood). 37

44 9 Seznam použité literatury BAIER,J. a TÝN,Z.: Ochrana dřeva,3.vyd Praha: Grada publishing a.s., 1996, 95s. ISBN BALABÁN, K. a KOTLABA, F. Atlas dřevokazných hub, Praha: Státní zemědělské nakladatelství, s. GANDELOVÁ, L. a KOLEKTIV.: Nauka o dřevě. 1. vyd. Brno: Mendelova zemědělská a lesnická univerzita, s. ISBN HOLAN,J. a KOLEKTIV: Dřevo v domácnosti.1.vyd. Brno: Vydavatelství ERA, s. ISBN HOLAN,J.:Ochrana dřeva, 1.vyd. Brno, 2007, 99 s HORÁČEK, P.: Fyzikální a mechanické vlastnosti dřeva I., 1. vyd. Brno: Mendelova zemědělská a lesnická univerzita, 1998, 128s. ISBN POŽGAJ, A. a KOLEKTIV.: Struktura a vlastnosti dreva, 2.vyd. Príroda, a.s., Bratislava, s. ISNB REINPRECHT, L.: Procesy degradácie dreva. 3. vyd. Zvolen: Technická univerzita, s. ISBN REINPRECHT, L.: Ochrana dreva a kompozitov, 2.vyd. Zvolen: Technická univerzita, s. ISBN ADÁMEK, L., Degradace dřeva smrku (Picea abies)napadeného dřevokaznou houbou (Serpula lacrimans). Mendlova zemědělská a lesnická univerzita, 77s. SODOMKOVÁ, L.Degradace dřeva buku (Fagus sylvatica) napadeného dřevokaznou houbou (Serpula lacrymans), MZLU v Brně, s PANÁČEK, T., Degradace dřeva buku (Fagus sylvatica) napadeného dřevokaznou houbou (Trametes versicolor), MZLU v Brně, s SVATOŇ, J.: Ochrana dřeva, 1. vyd. Brno: Mendelova zemědělská a lesnická univerzita, s. ISNB x ŠLEZINGEROVÁ, J. -- GANDELOVÁ, L.: Stavba dřeva, 1. vyd. Brno: Mendelova zemědělská a lesnická univerzita, s. ISNB ŠLEZINGEROVÁ, J. -- GANDELOVÁ, L.: Stavba dřeva-cvičení, 1. vyd. Brno: Mendelova zemědělská a lesnická univerzita, s. ISNB UGOLEV, V.N.: Drevesinovedenije s osnovami lesnovo tovarovedenija, Moskva, 1986, 365s. 38

45 UNGER, A. SCHNIEWIND, P. UNGER, W.: Conservation of wood Artifacts. 1.vyd. Springer Verlag Berlin Heidelberg, s. ISNB URBAN, J. Ochrana dřeva I.: 1. vyd. Brno: Mendelova zemědělská a lesnická univerzita, s. ISBN WAGENFÜHR, R.: Dřevo obrázkový lexikon, 1. vyd. Praha: Grada publishing a.s., 2002, 348s. ISBN ŽÁK, J. -- REINPRECHT, L.: Ochrana dřeva ve stavbě. Odborná příručka pro stavebníky, investory, projektanty a architekty. 1. vyd. Praha: ABF, s. ISBN Normy: ČSN EN 350-2: Trvanlivost dřeva a materiálů na jeho bázi Přirozená trvanlivost rostlého dřeva Část 2: Přirozená trvanlivost a impregnovatelnost vybraných dřevin v Evropě 1996 ČSN EN 113 : Ochranné prostředky na dřevo Zkušební metody pro stanovení ochranné účinnosti proti dřevokazným houbám Basidiomycetes Stanovení hranice účinnosti ČSN EN 322 : Dosky z dreva. Zisťovanie vlhkosti ČSN : Zjišťování vlhkosti při fyzikálních a mechanických zkouškách. ČSN : Drevo. Medza pevnosti v tlaku v smere vlákien ČSN : Skúšky vlastností rastlého dreva. Metóda zisťovania modulu pružnosti v tlaku pozdĺž vlákien 39

46 10 Seznam obrázků Obr.1. Prostorové znázornění anatomické stavby jehličnatého dřeva... 5 Obr.2. Rozdělení dřevodegradujících hub (Holan, 2006) Obr.3. Makro pohled na poškození dřeva houbou hnědé hniloby (Unger, 2001) Obr.4. Plodnice dřevomorky domácí vytvořena při příznivých podmínkách Obr.5. Mycelium dřevomorky domácí v příznivém prostředí sklepních prostor Obr.6. Značení vzorků BO- běl Obr.7. Petriho miska s houbovou kulturou Obr.8. Kultivační nádoba s dostatečně rozrostlou houbovou kulturou Obr.9. Kultivační nádoba s rozrostlým myceliem dřevomorky na zkušebních vzorcích a vzorky po vyjmutí a čištění před dalšími zkouškami Obr.10. Vzorek při zkoušce pevnosti v čelistích laboratorního stroje Zwick/Z Obr.11. Grafické znázornění hustoty ρ0 všech skupin (BO-běl) Obr.12. Grafické znázornění hmotnostních úbytků u degradovaných vysušených vzorků porovnaných s kontrolními ( BO-běl) Obr.13. Grafické znázornění změn vlh. u deg. vzorků v čase ( BO-běl) Obr.14. Grafické znázornění meze pevnosti kontrolních a deg. vzorků ( BO-běl) Obr.15. Grafické znázornění hustoty ρ0 všech skupin (BO-jádro) Obr.16. Grafické znázornění hmotnostních úbytků u degradovaných vysušených vzorků porovnaných s kontrolními ( BO-jádro) Obr.17. Grafické znázornění změn vlhkosti u deg. vzorků v čase ( BO-jádro) Obr.18. Grafické znázornění meze pevnosti kontrolních a deg. vzorků ( BO-jádro).. 29 Obr.19. Grafické znázornění hmotnostních úbytků u degradovaných vysušených vzorků porovnaných s kontrolními u skupin BĚLI a JÁDRA Obr.20. Grafické znázornění změn vlh. u deg. vzorků v čase u BĚLI a JÁDRA Obr.21. Graf. znázornění meze pevnosti kon. a deg. vzorků u BĚLI a JÁDRA Obr.22. Grafické znázornění výsledků fyzikálních a mechanických závislostí