تاثیر اصلاح گرمایی بر مقاومت بیولوژیکی و خواص کاربردی چوب

حاجی حسنی, رضا; زمانی, سیده معصومه; گلبابائی, فرداد

doi:10.22092/ijwpr.2026.372631.1835

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

¹ دانشیار، بخش تحقیقات علوم چوب و فرآورده‌های آن، موسسه تحقیقات جنگل‌ها و مراتع کشور، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، تهران،ایران

² دانشیار، مؤسسه تحقیقات جنگل‌ها و مراتع کشور، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، تهران، ایران

³ بخش تحقیقات علوم چوب و فراورده های آن، مؤسسه تحقیقات جنگل ها و مراتع کشور، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، تهران، ایران

https://doi.org/10.22092/ijwpr.2026.372631.1835

چکیده

سابقه و هدف: هدف از این تحقیق بررسی تأثیر اصلاح گرمایی بر دوام بیولوژیکی و برخی خواص فیزیکی و مکانیکی دو گونه چوبی زبان‌گنجشک (Fraxinus Sp.) و نوئل (Picea Sp.) است. بدین منظور از دو گونه چوبی موردنظر نمونه‌های ترمووود براساس فرایند ترمو-D تهیه گردید. از قارچ عامل پوسیدگی سفید (Trametes versicolor) به‌منظور ارزیابی دوام بیولوژیکی نمونه‌های چوبی شاهد و تیمار شده با فرایند گرمایی استفاده شد. میزان لاکاز تولید شده توسط قارچ عامل پوسیدگی سفید و نیز تأثیر این قارچ بر کاهش وزن و تغییرات دانسیته نمونه‌ها پس از 16 هفته مجاورت نمونه‌ها با قارچ مورد بررسی قرار گرفت. برخی خواص مکانیکی ازجمله مقاومت به ضربه و مقاومت به فشار موازی الیاف نمونه‌ها قبل و بعد از مجاورت با قارچ عامل پوسیدگی سفید ارزیابی شدند. نتایج نشان داد که تیمار گرمایی سبب افزایش دوام بیولوژیکی هر دو گونه چوبی گردید. همچنین نتایج بیانگر کاهش مقاومت به ضربه و افزایش مقاومت فشاری موازی الیاف نمونه‌ها در اثر تیمار گرمایی بودند.
مواد و روش‌ها: در این بررسی نمونه‌هایی از دو گونه چوبی زبان‌گنجشک و نوئل تهیه گردید. سپس تیمار گرمایی نمونه‌های موردنظر با توجه به نوع فرایند گرمایی (ترمو-D) انجام شد. برای بررسی دوام بیولوژیکی و نیز خواص فیزیکی و مکانیکی، از چوب‌های تیمار شده و شاهد نمونه‌های آزمونی استفاده گردید. به‌منظور بررسی دوام بیولوژیک نمونه‌های چوبی نیز از قارچ عامل پوسیدگی سفید (Trametes versicolor) استفاده شد. همچنین از مالت اکستراکت آگار به‌عنوان محیط کشت قارچ استفاده شد. پس از تهیه قارچ موردنظر، اقدام به انتقال آنها روی محیط کشت در شیشه‌های kolle گردید و بعد در داخل ژرمیناتور قرار داده شدند تا سطح محیط کشت توسط قارچ پوشانده شود. سپس مجاورت نمونه‌های چوبی با قارچ موردنظر انجام شد و درنهایت شیشه‌های kolle حاوی نمونه‌های چوبی و قارچ به ژرمیناتور منتقل شدند. پس از 16 هفته کلیه نمونه‌ها از داخل ژرمیناتور خارج شده و مورد آزمون‌های فیزیکی، مکانیکی و نیز بررسی مقاومت بیولوژیکی قرار گرفتند. آزمون‌های موردنظر شامل بررسی میزان لاکاز، اندازه‌گیری کاهش وزن، دانسیته، مقاومت به ضربه و مقاومت به فشار موازی الیاف بودند. استانداردهای مورد استفاده برای آزمون‌های موردنظر شامل EN113، D143-09 ASTM و256 ASTM بودند. نتایج به‌دست‌آمده جمع‌آوری و با استفاده از نرم‌افزار SPSS مورد تجزیه‌وتحلیل آماری قرار گرفتند. از آزمون تجزیه واریانس ANOVA نیز برای مقایسه بین گروه‌ها استفاده شد.
یافته‌ها: نتایج به‌دست‌آمده نشان دادند که فعالیت و اثرگذاری قارچ عامل پوسیدگی سفید در نمونه‌های شاهد بیشتر از نمونه‌های تیمار شده با فرایند گرمایی در هر دو گونه چوبی بوده است. ازاین‌رو، حرارت‌دهی می‌تواند سبب بهبود و افزایش مقاومت بیولوژیکی گردد. از سویی، تیمار گرمایی با فرایند ترمو-D می‌تواند سبب بروز برخی تغییرات در خواص فیزیکی و مکانیکی گردد. اصلاح حرارتی ضمن آنکه سبب کاهش دانسیته می‌گردد همچنین می‌تواند عاملی بازدارنده در کاهش دانسیته ناشی از فعالیت قارچ عامل پوسیدگی سفید نیز باشد. همچنین این تیمار سبب بهبود مقاومت فشاری موازی الیاف می‌گردد، مضاف بر اینکه اثرگذاری قارچ عامل پوسیدگی سفید بر این ویژگی در نمونه‌های تیمار شده با فرایند گرمایی کمتر از نمونه‌های شاهد گردید. ویژگی مکانیکی مقاومت به ضربه نیز در اثر تیمار گرمایی کاهش می‌یابد و میزان این کاهش در نمونه‌های تیمار شده بیشتر از نمونه‌های شاهد است.
نتیجه‌گیری: براساس نتایج به‌دست‌آمده می‌توان گفت که تیمار گرمایی می‌تواند سبب بهبود مقاومت بیولوژیکی، کاهش برخی خواص فیزیکی و مکانیکی و نیز پایداری بیشتر این ویژگی‌ها در مقابل اثرگذاری قارچ عامل پوسیدگی سفید در دو گونه چوبی زبان‌گنجشک و نوئل گردد.

کلیدواژه‌ها

10.22092/ijwpr.2026.372631.1835

موضوعات

حفاظت و اصلاح چوب

مراجع

-American society for testing of materials. ASTM D 143-09. 2014. Standard methods of testing small clear specimens of timber.

-American society for testing of materials. ASTM D256. 2018. Standard test methods for determining the Izod pendulum impact strength of plastics.

-Ayata, U., Akcay, C. and Esteves, B., 2017. Determination of decay resistance against Pleurotus ostreatus and Coniophora puteana fungus of heat-treated scotch pine, oak and beech wood species. Maderas, Ciencia y tecnología. 19: 3. 309-316. https://doi.org/10.4067/s0718-221x2017005000026

-Delucis, R., Machado, S. F., Missio, A.L. and Gatto, D.A., 2019. Decay resistance of two-step freezing–heat-treated fast-growing eucalyptus wood. J. of the Indian Academy of Wood Science, 16: 2. 139-143. https://doi.org/10.1007/s13196-019-00237-w

-Ferraz, A., Córdova, A. M. and Machuca, A., 2003. Wood biodegradation and enzyme production by Ceriporiopsis subvermispora. Enzyme and Microbial Technology. 32: 1. 59-65. https://doi.org/10.1016/ s0141-0229(02)00267-3

-Field, J.A., Jong, E., Feijoo-Costa, G. and Bont, J.A.M., 1993. Screening for ligninolytic fungi applicable to the biodegradation of xenobiotics. Trends Biotechnol. 11: 44-49. https://doi.org/10.1016/0167-7799(93)90121-o

-Gaff, M., Babiak, M., Kačík, F., Sandberg, D., Turčani, M., Hanzlík, P. and Vondrová, V., 2019. Plasticity properties of thermally modified timber in bending–the effect of chemical changes during modification of European oak and Norway spruce. Composites Part B: Engineering. 165: 5. 613-625. https://doi.org/ 10.1016/j.compositesb.2019.02.019

-Ghorbani, M., Nikkhah Shahmirzadi, A. and Toopa, A., 2020. Effect of densification on the practical properties of chemical and thermal modified poplar wood. Iranian J. of Wood and Paper Industries, 11: 2. 185-197.

-Hajihassani, H., Zamani, S.M., Salehi, K. and Ghahri, S., 2022. Evaluation of engineering characteristics of decayed thermo-wood by brown rot fungus. Iranian Journal of Wood and Paper Science Research. 37: 4. 306-317.

-Icel, B., Guler, G., Isleyen, O., Beram, A. and Mutlubas, M., 2015. Effects of industrial heat treatment on the properties of spruce and pine woods. BioResources. 10: 3. 5159-5173. https://doi.org/10.15376/biores. 10.3.5159-5173

-Kamperidou, V., 2019. The biological durability of thermally-and chemically modified black pine and poplar wood against basidiomycetes and mold action. Forests. 10: 12. 1111-1128. https://doi.org/10.3390 /f10121111

-Kaygin, B., Gunduz, G. and Aydemir, D., 2009. The effect of mass loss on mechanical properties of heat treated Paulownia wood. Wood Research. 54: 2. 101-108. https://doi.org/10.1080/07373930802565921

-Mburu, F., Dumarc, S., Huber, F., Petrissans, M. and Gérardin, P., 2007. Evaluation of thermally modified Grevillea Robusta heartwood as an alternative to shortage of wood resource in Kenya. Characterisation of physicochemical properties and improvement of bio-resistance. Bioresource Technology. 98: 18. 3478–3486. https://doi.org/10.1016/j.biortech.2006. 11.006

-Militz, H., 2002. Thermal treatment of wood. European processes and their background, IRG/WP 02-40241. 33rd Annual Meeting, 12-17 May, Cardiff-Wales, 4: 1-17.

-The European Standard EN 113. 1997. Wood preservatives. Test method for determining the protective effectiveness against wood destroying basidiomycetes. https://doi.org/10.3403/2604290u

-Wentzel, M., Fleckenstein, M., Hofmann, T. and Militz, H., 2019. Relation of chemical and mechanical properties of Eucalyptus nitens wood thermally modified in open and closed systems. Wood Material Science & Engineering. 14: 3. 165-173. https:// doi.org/10.1080/17480272.2018.1450783

-Zamani, S.M., Hajihassani, R., Farzi, M., Mojerlou, S. and Ghahri, S., 2022. Effect of brown rot fungus on the functional characteristics of heat treated wood. Iranian Journal of Wood and Paper Industries. 13: 2. 161-170.

-Zarey, H.R., Hajihassani, H., Zamani, S.M. and Salehi, K., 2024. Effect of thermo-oil process on biological, physical and mechanical performance of produced thermo wood. Iranian Journal of Wood and Paper Science Research. 39: 3. 236-252. https://doi.org/10.22092/ijwpr.2024.366260.1776

تحقیقات علوم چوب و کاغذ ایران

تاثیر اصلاح گرمایی بر مقاومت بیولوژیکی و خواص کاربردی چوب

مراجع

مراجع

دوره 41، شماره 2 - شماره پیاپی 95
تیر 1405
صفحه 185-197

تاثیر اصلاح گرمایی بر مقاومت بیولوژیکی و خواص کاربردی چوب

مراجع

مراجع

دوره 41، شماره 2 - شماره پیاپی 95تیر 1405صفحه 185-197

دوره 41، شماره 2 - شماره پیاپی 95
تیر 1405
صفحه 185-197