Acta Silvae et Ligni 100 (2013), 19-24 Izvirni znanstveni članek / Original scientific paper POVEZAVA MED RAZKROJENOSTJO BUKOVINE IN GLOBINO PRODORA IGLE PILODYN 6J CORRELATION BETWEEN DEGRADATION OF BEECH WOOD AND PENETRATION OF PILODYN 6J NEEDLE Miha HUMAR1, Nejc THALER2 (1) Univerza v Ljubljani, Biotehniška fakulteta, Oddelek za lesarstvo, Jamnikarjeva 101, Ljubljana, Slovenija, e: miha.humar@bf.uni-lj.si (2) Univerza v Ljubljani, Biotehniška fakulteta, Oddelek za lesarstvo, Večna pot 2, 1000 Ljubljana, nejc.thaler@bf.uni-lj.si IZVLEČEK Ocenjevanje razkrojenosti lesa zaradi delovanja gliv bele trohnobe je pomembno za pravilno ukrepanje pri sanaciji lesenih izdelkov, še posebno nosilnih lesenih konstrukcij. Pilodyn je splošno uporabno orodje za vrednotenje gostote lesa številnih komercialnih lesnih vrst, zato nas je zanimalo, ali je primeren tudi za oceno razkrojenosti lesa. Meritve z napravo Pilodyn so bile opravljene na bukovini, ki je bila za različna časovna obdobja izpostavljena glivam bele trohnobe (Trametes versicolor, Hypoxylon fragiforme in Pleurotus ostreatus) v skladu s standardom SIST EN 113. Rezultati kažejo, da med izgubo mase zaradi delovanja gliv razkrojevalk in globino prodora igle Pilodyn obstaja povezava. Ključne besede: bela trohnoba, bukovina, Fagus sylvatica, vrednotenje razkrojenosti, mehanske lastnosti, Pilodyn ABSTRACT Assessment of white rot decay is one of the most important issues for appropriate treatment of infested wooden commodities, particularly damaged constructions. Pilodyn is a well-established tool for assessing density of several commercially important plantation species, therefore we were interested in its suitability to evaluate the rate of decay as well. The Pilodyn measurements performed on common beech wood (Fagus sylvatica), exposed to three white rot fungi (Trametes versicolor, Hypoxylon fragiforme and Pleurotus ostreatus) according to the modified EN 113 procedure, indicate correlations between Pilodyn needle penetration and mass loss. Key words: white rot fungi, beech wood, Fagus sylvatica, characterization of degradation, mechanical properties, Pilodyn GDK 812:172.8(045)=163.6 Prispelo / Received: 03. 01. 2013 Sprejeto / Accepted: 14. 02. 2013 1 UVOD 1 INTRODUCTION Les sodi med najpomembnejše gradbene materiale tako v Sloveniji kot tudi drugod po svetu. Širšo uporabo v gradbeništvu omejuje razgradljivost. V našem podnebnem pasu les najbolj ogrožajo glive, nekoliko manj pa žuželke in bakterije. V naravi so razgradni procesi zaželeni in nujni za kroženje ogljika. Kadar pa les uporabljamo v komercialne namene, želimo procese razgradnje zaustaviti ali vsaj čim bolj upočasniti (Lesar in Humar, 2010). To lahko dosežemo z ustrezno izbiro lesne vrste, konstrukcijsko zaščito, biocidno zaščito ali modifikacijo (Humar, 2004). Žal uporabo lesa v konstrukcijske namene pogosto omejuje dejstvo, da je velika večina srednjeevropskih lesnih vrst neodpornih. Med neodporne lesne vrste na primer sodi tudi bukovina (SIST EN 350-2, 1995; Brischke in sod., 2012), ki sestavlja skoraj 32 % lesne zaloge v slovenskih gozdovih (ZGS, 2012). V Evropi se trenutno ukvarjamo z viški bukovine na trgu (Piškur, 2012). Tradicionalna uporaba buko-vine v pohištveni industriji in industriji vezanega lesa v prihodnje ne bo zagotavljala povečane porabe lesne mase. Zato lahko predpostavimo, da bo porabo buko-vine moč povečati zgolj z novimi konkurenčnimi proizvodi s specifičnimi tehnološkimi zahtevami, ki jih z obstoječimi tehnologijami najverjetneje ne bo možno izpolniti (Krajnc, 2012). Ena izmed možnosti je uporaba bukovine za proizvodnjo vrtnega pohištva ali konstrukcijskih kompozitov. V primeru uporabe bukovine na prostem bo poleg ustrezne zaščite nujno razviti tudi sistem za vrednotenje razkrojenosti lesa. Bukovino razkrajajo predvsem glive bele trohnobe. V našem podnebnem pasu so tipične predstavnice bele trohnobe naslednje glive: Fomes fomentarius, PheUinus sp., Pleurotus ostreatus, Hypoxylon fragiforme, Trame-tes sp., Ganoderma sp., Stereum hirsutum, Schizophylum commune, Trametes versicolor... (Schmidt, 2006). Glive, ki povzročajo belo trohnobo, lahko razkrajajo vse glavne komponente lesa, tako celulozo kot hemicelu-loze, predvsem pa lignin. Zaradi oksidativnega razkroja lignina postaja trohneči les svetlejši, zato to vrsto razkroja imenujemo bela trohnoba (Tavzes, 2003). Na mikromorfološki in kemični stopnji bi lahko ločili glive povzročiteljice bele trohnobe ter glive povzročiteljice tako imenovane »sočasne trohnobe«. Glive bele troh-nobe razgradijo najprej lignin in hemiceluloze, medtem ko povzročiteljice sočasne trohnobe hkrati v enakem obsegu razgradijo lignin, hemiceluloze in celulozo (Eaton in Hale, 1993). Vsem glivam pa je skupno, da znatno vplivajo na mehanske lastnosti lesa. Mehanske lastnosti lesa se poslabšajo, še preden opazimo razkroj s prostim očesom (Machek in Militz, 2004). Zato je nujno razviti enostavne rešitve, ki bodo omogočale vrednotenje razkrojenosti lesa na mestu samem. Preglednica 1: Povprečne izgube mas bukovih vzorcev (Fa-gus sylvatica) v odvisnosti od časa izpostavitve glivam bele trohnobe Eno izmed rešitev za pol-nedestruktivno analizo lesa za vrednotenje razkrojenosti lesa zagotavlja naprava Pilodyn. Pilodyn je ročna naprava, s katero lahko s konstantno silo izstrelimo v les topo iglo (Cown, 1978), hkrati pa nam omogoča neposreden odčitek globine penetracije igle. Pilodyn se večinoma uporablja za nedestruktivno vrednotenje kvalitete lesa dreves na plantažah, poško-dovanosti telekomunikacijskih drogov ... (Villeneuve in sod., 1987; Fukatsu in sod., 2011). Metoda se je izkazala tudi za analizo razkrojenosti lesa na terenskih testih (Lesar in Humar, 2010). V preteklih raziskavah (Thaler in sod., 2012) smo že dokazali, da med razkrojenostjo smrekovine zaradi delovanja gliv rjave trohnobe in globino prodora igle Pilodyn obstaja tesna povezava. V okviru te raziskave pa nas je zanimalo, ali ta povezava velja tudi za bukovino, ki so jo razgradile glive bele trohnobe. 2 MATERIALI IN METODE 2 MATERIAS AND METHODS Iz bukovine (Fagus sylvatica) smo izdelali 120 orientiranih vzorcev, dimenzij 5,0 x 5,0 x 5,0 cm. Vzorci Table 1: Average mass losses of the beech wood specimens (Fagus sylvatica) after different exposure times to white rot fungi Lesna gliva Wood decay fungi Čas izpostavitve Exposure time (tedni/weeks) Izguba mase / Mass loss Povprečje / Average (%) Standardni odklon / Standard deviation (%) Hypoxylon fragiforme 3 0,4 0,31 5 1,7 0,52 7 2,0 0,38 9 4,2 0,54 11 12,9 1,93 13 13,1 4,60 15 13,5 3,40 Pleurotus ostreatus 3 0,1 0,05 5 0,8 0,29 7 2,1 0,42 9 4,9 0,96 11 6,5 1,76 13 7,5 2,10 15 9,7 2,28 Trametes versicolor 3 2,2 0,62 5 6,5 1,58 7 9,3 1,71 9 10,8 1,25 11 13,4 1,71 13 14,7 1,20 15 18,6 1,95 17 17,4 2,27 19 18,7 2,54 21 21,2 2,20 Slika 1: Prodiranje igle naprave Pilodyn v vzorec po izpostavitvi lesnim glivam. Igla je v vzorec lesa prodrla v vzdolžni smeri. so bili izdelani iz lesa, ki ni bil predhodno napaden s ksilofagnimi insekti ali okužen z glivami. Na vzorcih ni bilo vidnih znakov rdečega srca, kar je v skladu s standardom SIST EN 113 (2004). Vzorce smo posušili v su-šilniku pri 103 ± 3 °C ter ugotovili njihovo maso. S paro sterilizirane vzorce (20 min; 121 °C; 15O kPa) smo izpostavili trem glivam bele trohnobe, in sicer pisani plo-skocevki (Trametes versicolor) (ZIM L057), ogleni kroglici (Hypoxylon fragiforme) (ZIM L108) in bukovemu ostrigarju (Pleurotus ostreatus) (ZIM L030) (Raspor in sod., 1995), kot to predpisuje standard SIST EN 113 (2004). Vzorce smo glivam izpostavili nad plastične mrežice, ki smo jih položili na teden dni staro z miceli-jem preraslo hranilno gojišče (PDA, Difco). Vzorce smo na hranilno gojišče polagali na prečno smer (spodnja stran) in s tem omogočili lažji prodor glivam v les. Po predhodno določenih obdobjih, razvidnih iz preglednice 1, smo vzorce izolirali iz gojitvenih kozarcev, z njih Preglednica 2: Korelacijski koeficienti, ki nakazujejo povezanost med izgubo mase bukovih vzorcev zaradi delovanja gliv bele trohnobe in globino prodora igle Pilodyn v različnih ksilotomskih smereh Fig. 1: Penetration of Pilodyn needle into the specimen after exposure to the fungi. The needle penetrates the specimen in longitudinal direction. očistili micelij in ponovno izmerili njihovo absolutno suho maso. Iz razlike med začetno in končno maso smo izračunali izgubo mase in jo izrazili v odstotkih. Absolutno suhe vzorce smo analizirali z napravo Pilodyn 6J (FUJI TECK K.K., Japonska), kot opisujejo Thaler in sodelavci (2012) (slika 1). Za vsako obdobje izpostavitve ter vsako glivo smo uporabili po 5 vzorcev. Napravo smo prislonili k vzorcem, potem pa topo jekleno iglo naprave Pilodyn 6J po dvakrat izstrelili v vse ravnine vzorcev. Energija vzmeti je konstantna in znaša 6 J. V okviru te raziskave smo uporabili iglo premera 2 mm. Tako smo na vsakem vzorcu napravili 12 meritev. Ker med radialno in tangencialno smerjo prodora igle ni bilo razlik, rezultate podajamo za prečno in vzdolžno smer prodora igle Pilodyn 6J. Podatke smo statistično obdelali in izračunali linearno povezanost med izgubo mase in globino prodora igle naprave Pilodyn 6J ter izračunali koeficiente korelacije. Table 2: Correlation coefficients that indicate relationship between mass loss of the beech wood specimens after exposure to white rot fungi and depth of Pilodyn needle penetration Lesna gliva Wood decay fungi Smer prodora igle Direction of needle penetration Korelacijski koeficient Correlation coefficient Hypoxylon fragiforme Vzdolžna smer spodaj / Axial direction bottom 0,62 Vzdolžna smer zgoraj / Axial direction top 0,35 Prečna smer / Transverse direction 0,66 Pleurotus ostreatus Vzdolžna smer spodaj / Axial direction bottom 0,78 Vzdolžna smer zgoraj / Axial direction top 0,23 Prečna smer / Transverse direction 0,53 Trametes versicolor Vzdolžna smer spodaj / Axial direction bottom 0,77 Vzdolžna smer zgoraj / Axial direction top 0,34 Prečna smer / Transverse direction 0,52 5 g 24 - ).Q 22 - n y roco 14 - ' 2 S. m o .E -C O Q cd o o o o o cd o o o oo o o 0 o° 0 oo o 0 o oo o o 0 o° 0 oo