grzybnia

Grzybnia Różne przykłady grzybni w różnych rozmiarach, środowiskach i gatunkach .

Grzybnia (liczba mnoga grzybni ) to podobna do korzeni struktura grzyba składająca się z masy rozgałęzionych, nitkowatych strzępek . Kolonie grzybów złożone z grzybni znajdują się w glebie i na wielu innych podłożach . Typowy pojedynczy zarodnik kiełkuje w grzybnię monokariotyczną , która nie może rozmnażać się płciowo; kiedy dwie kompatybilne grzybnie monokariotyczne łączą się i tworzą dikariotyczną , grzybnia ta może tworzyć owocniki , takie jak grzyby . Grzybnia może być drobna, tworząc kolonię, która jest zbyt mała, aby ją zobaczyć, lub może rozrosnąć się na tysiące akrów, jak u Armillaria .

Poprzez grzybnię grzyb pobiera składniki odżywcze ze swojego otoczenia. Czyni to w procesie dwuetapowym. Po pierwsze, strzępki wydzielają enzymy na lub do źródła pożywienia, które rozkładają polimery biologiczne na mniejsze jednostki, takie jak monomery . Monomery te są następnie wchłaniane do grzybni przez ułatwioną dyfuzję i aktywny transport .

ekosystemach lądowych i wodnych ze względu na ich rolę w rozkładzie materiału roślinnego. Wnoszą swój wkład w organiczną frakcję gleby, a ich wzrost uwalnia dwutlenek węgla z powrotem do atmosfery (patrz obieg węgla ). Ektomikoryzowa grzybnia pozamaciczna oraz grzybnia arbuskularnych grzybów mikoryzowych , zwiększają efektywność wchłaniania wody i składników odżywczych przez większość roślin oraz nadają odporność na niektóre patogeny roślin. Grzybnia jest ważnym źródłem pożywienia dla wielu bezkręgowców glebowych. Są one niezbędne dla rolnictwa i są ważne dla prawie wszystkich gatunków roślin , z których wiele ewoluuje wraz z grzybami . Grzybnia jest głównym czynnikiem wpływającym na zdrowie rośliny, składników odżywczych i wzrost, przy czym grzybnia jest głównym czynnikiem warunkującym kondycję roślin .

Sieci grzybni mogą przenosić wodę i skoki potencjału elektrycznego.

„Grzybnia”, podobnie jak „grzyb”, można uznać za rzeczownik masowy , słowo, które może występować w liczbie pojedynczej lub mnogiej. Jednak termin „grzybnia”, podobnie jak „grzyby”, jest często używany jako preferowana forma liczby mnogiej.

Sklerocja to zwarte lub twarde masy grzybni.

Używa

Rolnictwo

Jedną z głównych ról grzybów w ekosystemie jest rozkład związków organicznych. Produkty ropopochodne i niektóre pestycydy (typowe zanieczyszczenia gleby) są cząsteczkami organicznymi (tj. są zbudowane na strukturze węgla), a tym samym stanowią potencjalne źródło węgla dla grzybów. W związku z tym grzyby mają potencjał do wyeliminowania takich zanieczyszczeń ze swojego środowiska, chyba że chemikalia okażą się toksyczne dla grzyba. Ta biologiczna degradacja jest procesem znanym jako bioremediacja .

Sugeruje się, że maty grzybniowe mają potencjał jako filtry biologiczne, usuwające chemikalia i mikroorganizmy z gleby i wody. Wykorzystanie grzybni do osiągnięcia tego celu nazwano mikofiltracją .

Znajomość związków między grzybami mikoryzowymi a roślinami sugeruje nowe sposoby poprawy plonów .

W przypadku rozprzestrzeniania się na drogach wyrębu grzybnia może działać jako spoiwo, utrzymując naruszoną nową glebę na miejscu, zapobiegając wypłukiwaniu, dopóki rośliny drzewiaste nie będą mogły się zakorzenić.

Grzyby są niezbędne do przekształcania biomasy w kompost , ponieważ rozkładają składniki surowca, takie jak lignina , czego nie potrafi wiele innych mikroorganizmów kompostujących. Obracanie stosu kompostu na podwórku często ujawnia widoczne sieci grzybni, które utworzyły się na rozkładającym się materiale organicznym. Kompost jest niezbędnym dodatkiem do gleby i nawozem w rolnictwie ekologicznym i ogrodnictwie . Kompostowanie może skierować znaczną część stałych odpadów komunalnych na składowiska .

Handlowy

Alternatywy dla opakowań z polistyrenu i tworzyw sztucznych można wytwarzać poprzez hodowanie grzybni w odpadach rolniczych.

Grzybnia była również stosowana jako materiał w meblach i sztucznej skórze .

Materiał konstrukcyjny

Grzybnia jest silnym kandydatem do zrównoważonego budownictwa, przede wszystkim ze względu na swoją lekką, biodegradowalną strukturę, zdolność do sekwestracji węgla w procesie fotosyntezy oraz zdolność do uprawy ze źródeł odpadów. Oprócz tego grzybnia ma stosunkowo wysoki stosunek wytrzymałości do masy i znacznie niższą energię wcieloną w porównaniu z tradycyjnymi materiałami budowlanymi. Ponieważ grzybnia przybiera formę dowolnej pleśni, w której rośnie, może być również korzystna do celów dostosowywania, zwłaszcza jeśli jest wykorzystywana jako element architektoniczny lub estetyczny. Obecne badania wykazały również, że grzybnia nie uwalnia toksycznych żywic w przypadku pożaru, ponieważ ma działanie zwęglające podobne do drewna masowego. Patrząc na dobre samopoczucie w przestrzeniach fizycznych, grzybnia odgrywa interesującą rolę w izolacji akustycznej, szczycąc się absorbancją 70-75% dla częstotliwości 1500 Hz lub mniej.

Mocne i słabe strony

Biokompozyty z grzybni wykazały duży potencjał w zastosowaniach konstrukcyjnych, ze znacznie wyższymi stosunkami wytrzymałości do masy niż w przypadku materiałów konwencjonalnych, głównie ze względu na ich niską gęstość. W porównaniu z konwencjonalnymi materiałami budowlanymi, grzybnia ma również szereg pożądanych właściwości, które czynią ją atrakcyjną alternatywą. Na przykład ma niską przewodność cieplną i może zapewnić wysoką izolację akustyczną. Jest biodegradowalny, ma znacznie niższą energię ucieleśnioną i może służyć jako pochłaniacz dwutlenku węgla, co sprawia, że ​​biokompozyty grzybni są możliwym rozwiązaniem dla emisji, energii i odpadów związanych z budownictwem.

Podczas gdy grzybnia oferuje interesujące implikacje jako materiał konstrukcyjny, istnieje kilka znaczących wad, które utrudniają jej praktyczne wdrożenie w projektach na dużą skalę. Po pierwsze, sama grzybnia nie ma szczególnie wysokiej wytrzymałości na ściskanie, w zakresie od 0,1-0,2 MPa. Jest to wyraźne porównanie z tradycyjnym betonem, który zazwyczaj ma wytrzymałość na ściskanie 17-28 MPa. Co więcej, ponieważ grzybnia jest uważana za materiał żywy, ma określone wymagania, które czynią ją podatną na warunki środowiskowe. Na przykład, aby przeżyć, potrzebuje stałego źródła powietrza, do wzrostu potrzebuje stosunkowo wilgotnego środowiska i nie może być narażony na duże ilości wody z obawy przed zanieczyszczeniem i rozkładem.

Właściwości mechaniczne

Trzy oddzielne gatunki grzybów (Colorius versicolor, Trametes ochracea i Ganoderma sessile ) zmieszano niezależnie z dwoma substratami (jabłkiem i winoroślą) i przetestowano w oddzielnych warunkach inkubacji w celu ilościowego określenia niektórych właściwości mechanicznych grzybni. W tym celu próbki hodowano w pleśniach, inkubowano i suszono przez 12 dni. Próbki zbadano pod kątem wchłaniania wody zgodnie z ASTM C272 i porównano z EPS materiał. Płytki o jednakowym rozmiarze wycięto z gotowej formy i umieszczono pod maszyną Instron 3345 pracującą z prędkością 1 mm/min, aż do 20% odkształcenia.

W trakcie 4-etapowego procesu badano wpływ różnych substratów i mieszanek grzybów, a także właściwości grzybni, takie jak gęstość, nasiąkliwość i wytrzymałość na ściskanie. Próbki podzielono na dwie oddzielne metody inkubacji i zbadano pod kątem różnic w kolorze, teksturze i wzroście. Dla tych samych grzybów w ramach każdej metody inkubacji odnotowano minimalne różnice. Jednak w przypadku różnych mieszanek substratów w obrębie tych samych grzybów zabarwienie i wzrost zewnętrzny różniły się między badanymi próbkami. Podczas obliczania ubytku materii organicznej nie stwierdzono jednolitej korelacji między zastosowanym podłożem a właściwościami chemicznymi materiału. Dla każdej z mieszanek substrat-grzyby średnie gęstości wahały się od 174,1 kg/m ³ do 244,9 kg/m ³ , przy czym kombinacja grzybów siedzących Ganoderma i podłoża z jabłek jest najbardziej gęsta. Testy kompresji wykazały, że grzyby siedzące Ganoderma i podłoże winorośli mają najwyższą wytrzymałość spośród testowanych próbek, ale nie podano wartości liczbowej. Dla porównania, pobliska literatura podaje szacunkową wartość 1-72 kPa. Poza tym grzybnia ma przewodność cieplną 0,05–0,07 W/m·K, czyli mniej niż typowy beton.

Budowa

Konstrukcja struktur grzybni jest zasadniczo podzielona na trzy podejścia. Należą do nich rosnące bloki w formach, rosnące na miejscu struktury monolityczne i jednostki biospawane. W pierwszym podejściu hoduje się grzybnię i jej podłoże w formach, po czym suszy się je w piecach, a następnie transportuje i składa na miejscu. Drugie podejście wykorzystuje istniejące szalunki i dostosowuje techniki betonu wylewanego na miejscu, aby wyhodować monolityczne struktury grzybni na miejscu. Trzecie podejście jest hybrydą dwóch poprzednich, zwanych myco-spawaniem, w którym pojedyncze, wstępnie wyhodowane jednostki są hodowane razem w większą monolityczną strukturę.

W badaniach z wykorzystaniem metod uprawy na miejscu i spawania myco zbadano sposoby uprawy grzybni i ponownego wykorzystania szalunków w budownictwie oraz zbadano połączenia sprężające i cierne. Badania w fabrykacji ujawniły pewne typowe wyzwania napotykane podczas budowy struktur grzybni, głównie związane ze wzrostem grzybów. Hodowla żywego materiału w szalunki może być trudna i jest podatna na zanieczyszczenie, jeśli nie zostanie odpowiednio wysterylizowana. Grzyby muszą być przechowywane w lodówce, aby zapobiec stwardnieniu i odpowiednio kontrolować wzrost i zużycie substratu. Dodatkowo grubość wzrostu grzybów jest ograniczona obecnością tlenu; jeśli nie ma tlenu, centrum wzrostu może obumrzeć lub zostać skażone.

Wpływ środowiska

Naukowcy przeprowadzili oceny cyklu życia , aby ocenić wpływ biokompozytów grzybni na środowisko. W jednym z ostatnich badań bloki biokompozytu grzybni wykonano przy użyciu słomy rzepakowej i celulozy jako substratu. Przeprowadzono analizę cyklu życia od kołyski do bramki, skupiając się na energii i węglu w procesie produkcyjnym. To odpowiadało za produkcję worków, form i surowców oraz wzrost grzyba i kompozytu. Metaboliczny CO ₂ , czyli CO ₂ powstający w wyniku wzrostu grzybów, obliczono, porównując wagę suchego podłoża ze spalającym się węglem celuloza podczas spożycia. W ramach procesu produkcyjnego w analizie uwzględniono również emisje i energię związane z uprawą materiału, przetwarzaniem, inokulacją i inkubacją oraz sterylizacją. Uwzględniono również różnice w czasie inkubacji, odległości transportu i energii przetwarzania.

zawarta energia wynosiła 860,3 MJ/m ³ , a zawarty węgiel wynosił -39,5 kg eqCO ₂ m ³ , czyli mniej niż w przypadku typowych materiałów budowlanych. Wzrost grzybów został zidentyfikowany jako największy wkład w zużycie energii i emisje CO ₂ . Nawet biorąc pod uwagę krótki czas życia grzybni w porównaniu z konwencjonalnymi materiałami budowlanymi i emisje CO ₂ podczas wzrostu grzybów, wyniki analizy cyklu życia nadal wykazały żywotność grzybni jako pochłaniacza dwutlenku węgla materiału i jako zrównoważona alternatywa dla konwencjonalnych materiałów budowlanych.

Zobacz też

• Sekwestracja węgla – magazynowanie węgla w rezerwuarach węgla (procesy naturalne, jak również ulepszone lub sztuczne)
• Thallus – Niezróżnicowana tkanka wegetatywna niektórych organizmów

Linki zewnętrzne

• Grzybnia na anbg.gov.au