Jak kvalitní je dřevo z kůrovcem napadených smrků? Lze ho využít jako stavební dříví?

Kůrovcová kalamita ovlivňuje lesní hospodářství v České republice výrazně již od roku 2016 a má obrovský ekonomický dopad na celý sektor. Objem napadených stromů v některých regionech přesáhl zpracovatelské kapacity a odumřelé smrky zůstávají v lesních porostech i několik let. Co by se mělo stát s tímto kůrovcovým dřívím? Je nutné jej ihned po napadení kůrovcem vytěžit, aby byly zachovány základní mechanické a fyzikální vlastnosti? Co se stane s kvalitou tohoto dřeva, když je „uskladněno“ nastojato v lese? Odpovědi na tyto otázky zajímaly vlastníky lesů v době, kdy ceny dřeva klesaly na minimum (tedy v letech 2018–2019). Zůstávají však aktuální i dnes, kdy ceny všech sortimentů dříví ve středoevropských podmínkách rostou a zároveň jsou aktuální i do budoucna, kdy může být v některých regionech dříví nedostatek. Protože většina v současnosti obchodovatelného jehličnatého dříví v Evropě pochází z kůrovcové nahodilé těžby, je z důvodu adekvátního zpeněžení důležité zabývat se kvalitou tohoto dřeva. Poškození dříví kůrovcem by nemělo automaticky znamenat nižší finanční ohodnocení, protože změna struktury dřeva a jeho fyzikálních nebo mechanických vlastností není stejnoměrná a závisí na řadě faktorů. Struktura a vlastnosti dřeva jsou ovlivněny vlastní činností lýkožrouta jen nepatrně, poškozen je pouze povrch bělového dřeva po obvodu kmene. Významnější změny ve struktuře a vlastnostech dřeva po napadení kůrovcem jsou způsobeny nepřímo dřevozbarvujícími a dřevokaznými houbami. Míra napadení dřeva houbami a vliv tohoto napadení na vlastnosti dřeva je potom tím větší, čím déle houby ve dřevě působí. Statisticky významná změna mechanických vlastností u smrku ztepilého napadeného lýkožroutem smrkovým byla v některých případech pozorována až po třech letech působení hub. Pokud nejsou významně sníženy mechanické vlastnosti dřeva, bylo by vhodné využít smrkové kůrovcové dříví ke stavebním účelům. Řada současných výzkumů navíc naznačuje, že pro určité technologické postupy, založené například na lepení dřeva, může být přítomnost dřevozbarvujících hub dokonce i výhodou. U dřeva napadeného těmito houbami byl totiž při průmyslovém sušení pozorován nárůst volné povrchové energie a snížení kontaktního úhlu mezi vodou a povrchem dřeva, což může mít podstatný pozitivní dopad na zvýšení pevnosti lepeného spoje při výrobě kompozitních materiálů na bázi dřeva, např. dřevotřískových desek, překližek nebo OSB desek.

Strukturu, fyzikální a mechanické vlastnosti kůrovcového dříví zásadně ovlivňuje druh houby infikující dřevo, vlhkost dřeva, a jak již bylo uvedeno výše, doba, po kterou houby ve dřevě působily. I když některé studie popisovaly a kvantifikovaly konkrétní izolované faktory, jako např. vliv druhu houby na úbytek hmotnosti dřeva a snížení jeho mechanických vlastností, vliv doby degradace na ztrátu hmotnosti a pevnosti dřeva či vliv povětrnostních podmínek na rychlost sesychání dřeva, neposkytují dostatek informací pro praktické využití ve specifických podmínkách kůrovcové kalamity.

Výzkum změn mechanických vlastností dřeva

Lesnický provoz však potřebuje informace o tom, po jak dlouhou dobu nejsou negativně ovlivněny vlastnosti dřeva ze stromů napadených kůrovcem. V naší studii jsme se tak pokusili odpovědět na otázku, co se stane v konkrétních podmínkách s kvalitou dřeva u smrků odumřelých po napadení kůrovcem, které jsou po určitou dobu ponechány nastojato v lese. Zjišťovali jsme, jak se u nich mění některé mechanické vlastnosti dřeva, konkrétně pevnost v tahu a tlaku.

V lesním porostu u obce Huntířov (Děčín, Ústecký kraj, ČR) byly vybrány čtyři skupiny stojících smrků ztepilých, které odumřely po napadení kůrovcem, konkrétně lýkožroutem smrkovým. Jednotlivé skupiny stromů byly ponechány nastojato v porostu 1/2 roku, 1 rok, 2 roky a 3 roky od napadení. Z každé skupiny stejně starých suchých stromů bylo náhodně vybráno pět stromů a ve stejném porostu bylo náhodně vybráno ještě pět zdravých nenapadených stromů, které sloužily jako referenční (pro porovnání). Tyto náhodně vybrané stromy ze všech pěti skupin byly vytěženy a z každého byl vymanipulován výřez z oddenkové části o délce 1,4 m s tloušťkou čela cca 40 cm. Při výběru vzorků jsme eliminovali rozdíly mezi jednotlivými stromy CT skenovacím zařízením, což nám umožnilo separovat vzorky zejména s různou šířkou letokruhů a dalšími odchylkami, které nebyly způsobeny kůrovcem a ovlivnily by výsledné mechanické vlastnosti dřeva. Výsledky z CT skenování ukázaly jasné rozdíly u zdravého stromu ve srovnání s napadenými stromy. Zdravý strom se vyznačoval viditelnou absencí obvodových výsušných trhlin a hranice jádrového a bělového dřeva byla jasně rozlišena. Na napadených stromech, které zůstaly stát v lese, byly viditelné výsušné trhliny; čím byl strom v lese po napadení ponechán déle, tím bylo trhlin více a byly větší (Obr. 1).

Pozorované změny ve vlastnostech dřeva

U napadeného dřeva bylo následně zjišťováno, jaké změny nastaly v pevnosti v tahu a tlaku podél vláken v závislosti na době ponechání napadeného stromu v lesním porostu a také na vzdálenosti vzorku od středu kmene (vzorky ve středu kmene měly označení 1, okrajová část kmene měla označení 5). Hodnoty pevnosti v tahu u smrků 3 roky po napadení kůrovcem poklesly oproti nenapadeným smrkům o 14 % (z 93,8 MPa na 80,7 MPa); hodnoty pevnosti v tlaku se pak mezi stejnými vzorky snížily o více než 25 % (z 46,1 MPa na 34,3 MPa). Pro porovnání pevnost v tahu u smrků 0,5 roku, 1 rok a 2 roky po napadení představovala hodnoty 93,4 MPa, 83,6 MPa a 81,7 MPa; pevnost v tlaku pak hodnoty 41,3 MPa, 37,4 a 38,4 MPa. Výrazný pokles hodnot pevnosti v tlaku byl pozorován v okrajových částech kmenů, kdy u nenapadených smrků bylo naměřeno 44,3 MPa a u smrků 3 roky po napadení kůrovcem pouze 29,7 MPa, což představovalo pokles téměř o 33 % (pro porovnání v okrajových částech smrků 0,5 roku po napadení to bylo 36,9 MPa, 1 rok po napadení 34,7 MPa a 2 roky po napadení 34,1 MPa).

Výzkum prokázal statisticky významné rozdíly vlivu doby ponechání napadeného stromu v lesním porostu na pevnost v tlaku i tahu. Na základě získaných výsledků je tak možné konstatovat, že čím déle je napadený strom ponechán v lese nastojato, tím více je negativně ovlivněna pevnost v tlaku i tahu. Vzdálenost vzorku dřeva od středu kmene měla statisticky významný vliv na pevnost v tlaku i tahu pouze v případě nejvzdálenějšího úseku od středu kmene oproti ostatním úsekům. To bylo většinou způsobeno výsušnými trhlinami (Obr. 1), které byly především po obvodu kmene. Pokles hodnot pevnosti v tahu měl náhlý charakter. Ve vnějších vrstvách se vyskytl 1 rok po napadení smrku kůrovcem, zatímco středová část byla výrazně postižena až po 2 letech. Změny hodnot pevnosti v tlaku byly postupné, intenzivnější byly v blízkosti povrchu kmene a méně intenzivní pak ve středové části kmene (viz graf). Při pohledu na celkové výsledky lze konstatovat, že pevnost v tlaku a tahu byla ovlivněna jak dobou ponechání napadeného stromu nastojato v lesním porostu a vzdáleností vzorku dřeva od středu kmene, tak vznikem a četností výsušných trhlin.

Doporučení pro aplikaci poznatků a další výzkum

Tento výzkum naznačuje, že použití středového řeziva ze stromů napadených kůrovcem bez přítomnosti plísní a hub by nemělo být problematické. To však platí za podmínky, že se ve středové části kmene nevyskytují výsušné trhliny. Při zachování požadované hustoty a kvality toto řezivo smrku ztepilého po prvním či druhém roku od napadení stromu lýkožroutem smrkovým stále plní i požadované pevnostní vlastnosti pro stavební dříví.

Je však nutné si uvědomit, že doba, kdy nejsou negativně ovlivněny vlastnosti dřeva ze stromů napadených kůrovcem, závisí i na druhu dřeviny, vlastnostech konkrétního stanoviště a ročním období. Pro přesné stanovení míry degradace dřeva houbami by proto bylo zapotřebí rozsáhlého šetření zahrnující vzorky z různých lesních vegetačních stupňů v různých ročních obdobích. Další studie by se také měly zabývat otázkami, zda proces degradace dřeva probíhá odlišně ve stojících nebo pokácených kůrovcových stromech a jestli degradace dřeva probíhá jinak na slunci nebo ve stínu. To vše je zásadně ovlivněno odkorněním nebo způsobem skladování, tzn. mikroklimatem, protože dřevokazné houby mají svou optimální vlhkost dřeva a teploty, ve kterých prosperují. Tyto informace mají praktické důsledky pro to, jak a kdy těžit napadené stromy, a z tohoto důvodu je třeba se jimi zabývat i v dalších výzkumech.

Autoři tohoto článku publikovali výsledky svého výzkumu ve vědeckém časopise Forests. Podrobnější informace si tak můžete přečíst v originálních pracích, které vznikly za podpory projektu NAZV QK1920435 a EXTEMIT-K.

1) Hýsek, Š.; Löwe, R.; Turčáni, M. What Happens to Wood after a Tree Is Attacked by a Bark Beetle? Forests 2021, 12, 1163.
2) Löwe, R.; Sedlecký, M.; Sikora, A.; Prokůpková, A.; Modlinger, R.; Novotný, K.; Turčáni, M. How Bark Beetle Attack Changes the Tensile and Compressive Strength of Spruce Wood (Picea abies (L.) H. Karst.). Forests 2022, 13, 87.

Autoři:
Ing. Radim Löwe, Ph.D.
Ing. et Ing. Štěpán Hýsek, Ph.D.
Ing. Miroslav Sedlecký, Ph.D.
Ing. Roman Modlinger, Ph.D.
Ing. Adam Sikora, Ph.D.
Ing. Aleš Erber
prof. Ing. Marek Turčáni, PhD.


Fakulta lesnická a dřevařská ČZU v Praze

---

reklama

---