Ozola koksnes izturības pret laikapstākļiem un trupi iemesli
Ozols (Quercus spp.) ir pazīstams kā ļoti izturīgs lapu koks, kura koksne labi iztur gan laikapstākļu ietekmi, gan arī trupēšanu. Ozola kodolkoksne vēsturiski ir augstu vērtēta kuģu būvē un āra konstrukcijās tieši savas dabiskās izturības dēļ. Turpmāk skaidrojam, kuri ķīmiskie savienojumi ozola koksnē un kādi anatomiskie un fizikālie faktori piešķir ozolam īpašu izturību pret trupi, salīdzinot ar daudzām citām lapu koku sugām.
Ķīmiskais sastāvs un izturība pret trupi
Ozola koksnes kodolkoksne satur daudz dabisku aizsargvielu, kas kavē sēņu un baktēriju augšanu un samazina mitruma kaitīgo ietekmi. Galvenās no tām ir:
Tanīni: Ozola kodolkoksnei raksturīgs ļoti augsts tanīnu saturs – tie ir augu polifenoliskie savienojumi, kas darbojas kā dabīgi fungicīdi un pesticīdi. Nosaukums “tanīns” radies no ozola izmantošanas ādu miecēšanā (senajā vācu valodā Tanna nozīmēja ozolu). Tanīni aizsargā koksni no sēnēm, baktērijām un kukaiņiem, kavējot to dzīvības procesus. Pētījumi liecina, ka ozola tanīniem ir toksiska iedarbība uz koksni noārdošām sēnēm: tie kavē lignīna un celulozes sadalīšanos, tāpēc ozola koksne sadalās ievērojami lēnāk nekā daudzu citu koku sugu koksne. Piemēram, ir novērots, ka zem ūdens ozola kodolkoksne saglabājas ilgāk nekā pat dažu skujkoku koksne – tanīni kavē jūras sēņu un baktēriju darbību, padarot ozola konstrukcijas izturīgākas nekā parasta priede vai egle. Tāpat ir konstatēts, ka ozola koksnē esošie īpašie ellagitanīni (noteikta veida hidrolizējamie tanīni) piešķir ozolam īpaši augstu noturību pret sēņu bojājumiem.
Lignīns: Lignīns ir lipīgs polimērs, kas nostiprina koksnes šūnu sienas un piešķir koksnei stingrību un hidrofobas īpašības. Pateicoties lignīnam, sausa koksne ir izturīga un grūti uzsūc ūdeni. Jo lielāks lignīna saturs koksnē, jo grūtāk sēnēm to sadalīt – lignīns bioloģiski sadalās lēnāk nekā celuloze. Ozola koksne ir salīdzinoši bagāta ar lignīnu (salīdzinot ar ātraudzīgiem lapu kokiem), un lignīna struktūra ozolā sēnēm ir grūtāk noārdāma. Dabiskā koksnes izturība lielā mērā ir atkarīga no lignīna un ekstraktvielu daudzuma – sugas ar augstu lignīna un ekstraktvielu saturu (piemēram, ozols) ir izturīgākas pret trupēšanu. Turklāt lignīns padara šūnu sienas mazāk caurlaidīgas ūdenim, tādējādi samazinot mitruma iekļūšanu dziļāk koksnē.
Citas ekstraktvielas: Ozola kodolkoksne gadu gaitā uzkrāj arī citas ekstraktvielas (bioloģiski aktīvus savienojumus), piemēram, flavonoīdus, fenola savienojumus un vaskus. Šīs vielas veido koksnes sekundāro ķīmisko aizsardzību pret bioloģiskiem bojājumiem. Ozola koksnē sastopami ellagskābes atvasinājumi un citi polifenoli darbojas kā antioksidanti un pretsēnīšu vielas. Tie kavē sēņu enzīmu darbību un šūnu augšanu, padarot koksni mazāk piemērotu to attīstībai. Turklāt ozola koksnē ir arī noteiktas organiskās skābes (piemēram, tanīnskābe), kas rada sēnēm nelabvēlīgu – skābu un toksisku – vidi. Lielais ekstraktvielu daudzums kodolkoksnē veido būtisku ozola izturības daļu: šīs vielas saista metālus un rada sēnēm toksisku vidi, palēninot koksnes noārdīšanās procesus.
Svarīgi uzsvērt, ka ozola kodolkoksne (stumbra iekšējā daļa) ir daudz izturīgāka nekā aplievas koksne (ārējā, dzīvo šūnu daļa). Kokam novecojot, iekšējās vadošās šūnas atmirst un pārvēršas par kodolkoksni, kur ozols lielā koncentrācijā uzkrāj tanīnus un citas aizsargvielas. Tas padara ozola kodolkoksni dabiski izturīgu pret trupi. Savukārt aplievas koksnē ir mazāk šo ķīmisko vielu, tāpēc tā sadalās vieglāk. Tāpēc būvniecībā un āra apstākļos parasti izmanto tieši tumšāko ozola kodolkoksni, kas ir bagāta ar aizsargājošām ekstraktvielām.
Ozola salīdzinājums ar citiem lapu kokiem
Daudziem citiem mērenā klimata lapu kokiem trūkst ozolam raksturīgo aizsargājošo savienojumu vai struktūru, tāpēc to koksne ir mazāk izturīga pret trupi. Piemēram, parastais dižskābardis (Fagus sylvatica) un bērzs (Betula spp.) neveido tik ekstraktvielām bagātu kodolkoksni kā ozols. Dižskābarža koksnē nav skaidras robežas starp kodolkoksni un aplievu – vecākās stumbra daļās veidojas tikai tā sauktā viltus kodolkoksne, kas būtībā ir iekrāsojušās mirušas šūnas bez aizsargājošiem tanīniem. Tādēļ dižskābarža koksne ir ļoti pakļauta trupēšanai un āra apstākļos saglabājas īsu laiku, ja netiek apstrādāta.
Arī bērza koksnei ir zema dabiskā izturība – tajā nav liela tanīnu un sveķu daudzuma, tādēļ mitrā vidē sēnes var viegli sākt to sadalīt. Pētījumi rāda, ka, piemēram, bērza, alkšņa vai apses koksne augsta mitruma apstākļos sadalās ievērojami ātrāk nekā ozola koksne. Citiem vārdiem sakot, ozola unikālais ķīmiskais sastāvs to izceļ starp daudziem citiem lapu kokiem – sugām, kuru koksnē nav tanīnu un citu miecvielu, dabiskā izturība pret sēnēm ir ļoti zema. Ir novērots, ka ozola un priedes kodolkoksne ūdenī var saglabāties gadsimtiem, kamēr lapu koki, piemēram, bērzs, ūdenī ātri kļūst mīksti.
Jāpiemin arī tas, ka pastāv citas dabīgi izturīgas koksnes sugas ar līdzīgiem aizsardzības mehānismiem kā ozolam. Piemēram, kastaņas (Castanea) koksne ir bagāta ar tanīniem un labi pretojas trupēšanai. Tropu lapu koki, piemēram, tīkkoks, satur dabiskās eļļas un sveķus, kas piešķir tiem izturību pret puvi. Tomēr starp mūsu klimata lapu kokiem ozols ir viens no izturīgākajiem, jo tas apvieno augstu blīvumu, tanīniem bagātu ķīmisko sastāvu un īpašu anatomisko struktūru.
Anatomiskie un fizikālie faktori
Papildus ķīmiskajam sastāvam ozola koksnes izturībā lielu lomu spēlē arī tās struktūra un fizikālās īpašības.
Blīvums un cietība
Ozola koksne ir ļoti blīva un smaga – tās blīvums ir aptuveni 720 kg/m³, tāpēc tā pieder pie blīvākajām vietējām lapu koku koksnēm. Lielais blīvums nozīmē, ka koksnes poras un starpšūnu telpas ir mazākas vai piepildītas ar biezām šūnu sienām. Tas palēnina mitruma uzsūkšanos koksnē un atstāj sēnēm mazāk vietas, kur iekļūt. Blīva un cieta koksne labāk iztur laikapstākļu svārstības – mitrināšanas un žūšanas ciklus. Ozols uzbriest un saraujas salīdzinoši mēreni un nezaudē formu. Sēnēm fiziski nepieciešams vairāk laika, lai sadalītu blīvu koksni, jo katrā tilpuma vienībā ir vairāk materiāla. Ozola lielā cietība arī pasargā no mehāniskiem bojājumiem.
Gredzenporaina struktūra
Ozols ir gredzenporains lapu koks. Tas nozīmē, ka katra gada gredzena agrīnajā koksnē ir lieli trauki, bet vēlīnajā koksnē – mazāki. Šī atšķirība padara gada gredzenus skaidri redzamus. Lielie trauki palīdz kokam pavasarī ātri transportēt ūdeni, bet vienlaikus tie ļauj veidoties tilozēm.
Tiloze ir parenhīmas šūnu izaugums, kas aizpilda mirušos traukus un nosprosto lielās poras kodolkoksnē. Īpaši baltā ozola grupā tilozes var būt tik blīvas, ka kodolkoksne kļūst gandrīz ūdensnecaurlaidīga. Tās darbojas kā korķi, kas bloķē ūdens un sēņu micēlija pārvietošanos pa koksni. Tāpēc ozola koksne, īpaši tumšā kodolkoksne, slikti uzsūc ūdeni un ir izturīga pret trupi.
Serdeņu stari
Ozola koksnē ir īpaši lieli un daudzi serdeņu stari – radiālas joslas, kas sastāv no parenhīmas šūnām. Tie var veidot pat līdz ceturtdaļai no koksnes tilpuma. Lielie stari piešķir koksnei papildu izturību un izmēru stabilitāti. Žūstot ozola dēļi mazāk plaisā un deformējas, jo stari palīdz saglabāt formu.
