Puun lahonkestävyyden tutkimus ja jalostus
Puun lahonkestävyyden tutkimus ja jalostus Anni Harju ja Martti Venäläinen Luonnovarakeskus Punkaharju Karelia AMK 27.4.2015 1 © Luonnonvarakeskus Puurakenteen sään- ja lahonkestävyys Esityksen sisältö: - puurakenteen elinkaari, säärasitus ja lahoaminen - puun elinkaarta jatkavien toimenpiteiden testaus - luontainen sydänpuu kestävien puutuotteiden raaka-aineena © Luonnonvarakeskus © Luonnonvarakeskus Puun hajoaminen • Puun ja veden liitto on erottamaton • Puu hajoaa luonnossa – vaatii vettä, happea ja lämpöä – esim. kylmässä ja hapettomassa ei lahoamista © Luonnonvarakeskus Puun hajoaminen • Kuivumisen ja kostumisen vaihtelu aiheuttaa puutavarassa muodonmuutoksia ja halkeilua – puun uuteaineet tai puun modifiointi voivat poistaa/heikentää vedenimemiskykyä • Kuiva puu ei lahoa koskaan – aurinko kuluttaa kuivaakin puuta © Luonnonvarakeskus Laholajit Ruskolaho - aiheuttajat ovat kantasieniä, esim. kellarisieni - puuaines muuttuu tummanruskeaksi ja hauraaksi - havupuissa, rakennuksissa Valkolaho - aiheuttajat ovat kantasieniä - puu muuttuu pehmeäksi ja kuituiseksi - lehtipuissa, luonnossa, (energiapuupinossa) - Soft-rot – ”märkämätä” - aiheuttajat ovat bakteereita, sädesieniä, vaillinaissieniä - toiminta ilmenee jatkuvassa maa- ja vesikosketuksessa Homehtuminen ja sinistyminen ovat eri asia kuin lahoaminen! © Luonnonvarakeskus © Luonnonvarakeskus Puun käyttö kosteudelle altistuvissa rakennuskohteissa Lahonkestävää puutavaraa tarvitaan ulkokäyttöön ja muihin kostuviin kohteisiin Muinoin: kestävän puulajin sydänpuu Sittemmin: supertehokkaat metallikyllästeet Tänään: ympäristöön sopivat kemikaalit puun rakenteen ja kemian muokkaus kestävien puulajien sydänpuu (mänty, lehtikuusi) 6.11. 2015 8 © Luonnonvarakeskus Puutavaran lahonkestävyyden testaaminen Lukessa − Uudet kyllästysaineet ja modifikaatiomenetelmät on testattava ennen käyttöönottoa − Nopea kestävyyden testaaminen olisi toivottavaa − Tarvitaan asiantuntijaosaamista − Luke tarjoaa asiantuntijapalveluja puun pitkäaikaiskestävyyden testauksen suunnitteluun sekä vakioituja ja räätälöityjä testejä niitä tarvitseville toimijoille © Luonnonvarakeskus EN252 Maakosketuskoe Maakosketuskoe ulkokentällä kestää vähintään 5 v. Testaus taivutuslaitteella © Luonnonvarakeskus ENV807 Multalaatikkokoe Sisätiloissa lämpimissä (27°C) ja kosteissa ”multapurkeissa” 32 vk. Koekappaleiden lahonkestävyys määritetään painohäviön perusteella. © Luonnonvarakeskus Lahotuslaatikkokoe Maakosketuskoe erikoisvalmisteisessa, kostealla mullalla täytetyssä lämpölaatikossa. Testauskappaleet on räätälöity lujuusmittauslaitteeseen sopiviksi. Testaus kestää > 20 vk. © Luonnonvarakeskus Männyn sydänpuu luomukestopuutako? 13 © Luonnonvarakeskus In vitro lahotuskoe − Nopeutettu lahotuskoe laboratoriossa, ruskolahoa aiheuttavat sienet Coniophora puteana, Gloeophyllum trabeum, Rhodonia placenta − Lahonkestävyyttä mitataan lahotuskokeen aikana puukappaleessa tapahtuvan painohäviön perusteella − Olemme tutkineet lähinnä mäntypuuta © Luonnonvarakeskus 15 © Luonnonvarakeskus Lahonkestävyys: Puun sisällä on vaihtelua Kuvat M. Venäläinen Lahotuskoe VTT:ltä ostopalveluna Painohäviö, % 35 30 25 20 Mänty 15 172 v. 10 5 6 vk. koe 0 Pintapuu Sapwood 16 Ulompi sydänpuu Outer sydänpuu heartwood Sisempi Inner heartwood © Luonnonvarakeskus Lahonkestävyys: Puiden välillä on vaihtelua Kuva M. Venäläinen Männyn sydänpuu Lahotuskoe VTT:ltä ostopalveluna Puita (lukumäärä) . 90 80 70 N = 413 ka = 33 % h2 = 0.32 60 50 40 30 20 10 0 8 vk. koe 17 6.11.2015 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 35 v. Painohäviö (%) 17 6.11.2015 © Luonnonvarakeskus Stilbeenit Pinosylviini 5-[(E)-2Phenylethenyl]benzene1,3-diol Pinosylviini monometyyli eetteri (E)-3,5-Stilbenediol trans-3,5Dihydroxystilbene 18 © Luonnonvarakeskus Uuteainepitoisuuden ja lahonkestävyyden välinen yhteys männyn sydänpuussa 60 N = 40 Painohäviö, % . 50 r = - 0.85 40 p < 0.001 30 20 10 0 0 5 10 15 20 25 PS+PSM, mg/g 6.11.2015 © Luonnonvarakeskus19 Experiment: Leppävirta, 309/2, results from Leinonen & al. 2008) 6.11. 2015 20 © Luonnonvarakeskus Männyn sydänpuu – säilyvä puu - lahonkestävyyttä voidaan mitata useilla suorilla ja epäsuorilla menetelmillä - sydänpuun kohtalaisen hyvä lahonkestävyys on uuteaineiden, ensisijaisesti fenolisten stilbeenien, ansiota - uuteainepitoisuudessa ja lahonkestävyydessä on suuri luontainen vaihtelu rungon sisällä ja runkojen välillä - runkojen välinen vaihtelu on suurelta osin perinnöllistä eli kasvuympäristön vaikutus on vähäinen 21 © Luonnonvarakeskus Männyn sydänpuu – säilyvä puu Sydänpuun tarjoamat mahdollisuudet: - hakataan ja jalostetaan se sydänpuutavara (sahatuottoisena), mikä metsistä on saatavilla - tasoitetaan luontaista vaihtelua lajittelulla ja annetaan lajitelmille “tuoteseloste” - vaikutetaan metsänviljelyaineiston jalostuksen kautta tulevaisuuden mäntymetsien sydänpuun laatuun 22 © Luonnonvarakeskus Männyn sydänpuu – säilyvä puu Kehitys- ja tutkimustarpeita: - tarvitaan liukuhihnanopeudella toimiva, suhteellisen luotettava stilbeenipitoisuuden mittari - Voisipa samaa mittaria käyttää puutavaran lajitteluun, jalostusaineiston seulontaan ja tutkimukseen! - Saadaanko pinosylviinin tuottokyvyn jalostuksessa bonuksena taimille myös parempi sieni- ja hyönteistuhojen kestävyys? 23 © Luonnonvarakeskus Männyn sydänpuun uuteaineiden tehokas mittaus ainespuun jalostuksen tueksi, TUIKEPUU Tausta • Männyn sydänpuu on arvokas uusiutuva luonnonvara • Luontaiset uuteaineet, stilbeenit, suojaavat sitä lahoamiselta • Uuteainepitoisuus vaihtelee puuyksilöiden välillä Tavoitteet • Projektin tuloksena valmistuu laitteisto puun kemiallisten laatuominaisuuksien optista mittaamista varten Tulosten hyödyntäminen • Mittausteknologian käyttöönotto metsänjalostuksen apuvälineenä sekä männyn sydänpuutavaran lajittelussa Rahoitus 24 © Luonnonvarakeskus Kuva: Kean-Jin Lim Kiitos 25 © Luonnonvarakeskus
© Copyright 2024