木材化学与木材保护学 — 第八讲 西南林 郭梦麟副教授

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本讲概要:

霉菌与真菌色变
  霉菌和染色真菌都是子囊菌(ascomycetes)。霉菌只在表面生长,除了有异味和不雅观之外,对木材并不造成其它的问题。只要有适当的条件,染色真菌可深入木材内部滋长,其带有颜料的菌丝就把木材染色而造成色变,最常见的是蓝变(blue stain)。真菌蓝变和铁蓝变的外观极为相似,铁蓝变可用还原剂除去,而真菌蓝变深入木材内部组织,极难用化学药剂去色,在显微镜可见无数的灰色菌丝。

霉菌(Mold fungi)
  霉菌依靠空气传播孢子,孢子落在湿润的表面发芽,因无叶绿素靠摄取寄生的营养而生。霉菌的菌丝多半无色,不同的霉菌其孢子带各种不同的颜色。常见的户内霉菌为黑色的Aspergillus、深绿至黑色的Cladosporium、红至紫色的Fusarium、绿色的Penicillium、及黑色的Stachybotrys等。霉菌生命力很强,耐长期干旱、高温、及紫外光,只稍有水分及极微量的营养即可生长,因此水泥壁、砖墙、磁砖、以及油漆的表面都可生长,但特别容易在纤维物质(cellulosics)表面生长。

木材霉菌
  上述几种都是常见长在木材及其它有机物表面的霉菌,这些霉菌只要空气湿度在90%就可以在木材表面滋长。霉菌菌丝并不深入木材组织,表面不雅观的孢子及子实体(fruiting body)不难清涮,木材的性质丝毫不受影响。近年因为霉菌造成的居住环境卫生的问题,木材霉菌的控制逐渐受到重视。Na2B8O13 (disodium octaborate tetrahydrate, DOT)、chlorothalonil、及didecyl dimethyl ammonium chloride (DDAC)等均可减少霉菌生长,但单独使用却不能全面控制,DOT和chlorothalonil合用的效果最好。硼酸(5%)以dimethylcocoamine(80%)为溶剂再加少许thiabendazole和thujaplicin调成含硼酸、thiabendazole、thujaplicin分列为20、1.0、及0.5 mg/mL的处理液,对霉菌的控制也很有效。预防重于治疗,非不得已才用药物控制,而且还需注意药物对人畜(宠物)的毒性。

霉菌与居住环境卫生
  霉菌是多种抗生素的主要来源,霉菌却也产生毒素(mycotoxins),为害人畜的健康。己知的霉菌毒素有致癌的黄曲霉毒素(aflatoxcin)、伤害肾肝的赭曲霉毒素(ochratoxin)、及造成消化导内出血的单端孢菌毒素(tricothecene)。户内霉菌的滋长,使在空气中含高量的孢子,所引起的疾病包括呼吸道及消化导的问题。霉菌还产生一些蛋白质敏感原(allergen),会引起过敏性气喘、鼻塞、及皮肤疹。在美北美洲,由霉菌引起的过敏症越来越严重,这与近年来房屋建造质量每况愈下有直接关系,房屋漏水使霉菌滋长,漏水严重时还会发生木材的真菌腐朽。

霉菌的防患
  霉菌孢子靠空气传播,户内完全根绝霉菌是不可能的,减轻霉菌为害最有效的办法是预防。霉菌最喜在生物质表面滋长,木材和其它材质保持在含水量20%以下,即可防止霉菌的发生私蔓延。房屋的建造要注意防止漏水及渗水,居住环境尤其是浴室、厨房、及厕所等地方必须通风良好(最好使用排气机),高湿度及雨季时或阴湿处(如地下室),使用除湿器会有很大帮助。时常检修自来水管及排水管和冬季注意避免过多的凝结水的发生,也是重要的预防措施。爱好盆栽的人们,必须了解户内的盆栽和植物是霉菌的温床。使用含防霉剂的油漆,但要注意防霉剂的毒性,例如偏硼酸钡(barium metaborate)和氧化锌即是温和的防霉剂。发现霉斑时,不要干擦刷,避免孢子飞扬,最好用漂白水或过碳酸钠(sodium percarbonate)1%至2%溶液湿润的布巾擦拭,但用漂白水或过碳酸钠溶液擦拭过的表面,并不能保证以后不再发生霉菌。发霉味的毛巾、衣服、及被单等,须加漂白水涤洗。木质地板和壁板,最好用透明亮光漆涂装防潮,万一发生霉斑也容易擦拭处理。

染色真菌(Stain fungi)
  染色真菌也是子囊菌。这类真菌并不能分解细胞壁来获得营养,因此也不使木材失去很多强度。染色真菌在木材里,需要依靠薄壁细胞内之贮藏物质如单醣、淀粉、及油脂等为营养而滋长,因此这些真菌只限于边材之内蔓延,造成局部色变。染色真菌的菌丝带有黑色素(melanin),菌丝密集在薄壁细胞里,使木材带铁灰或蓝色。此类真菌以孢子囊内之孢子传播蔓延,除了借助风及雨水传播之外,由昆虫携带而造成的木材为害更为严重。染色真菌有许多品种,大部份都是在Ophiostoma、Ceratocystis、和Sphaeroposis 三属,此外Ophiostoma和Ceratocystis二属的变异型Graphium和Leptographium也常见。Ophiostoma和Ceratocystis主要靠树皮蠹虫传播,为害最为严重,Sphaeroposis属真菌的主要寄主是松树,多半寄生在松果鳞片和松针表面,其孢子依靠雨和风传播木材真菌污染,可在立木时即由昆虫引进感染,也可在原木采伐不久即遭感染。在温带地区,原木真菌污染情形如下。春季生长开始前采伐的原木(含水量约50%),在贮木场堆积四星期后开始发生污染,全长原木比截段原木严重,过完夏季,所有的原木都严重污染。秋季采伐的原木,因为其含水量高达100%以上,而且其时的低气温不适于真菌生长,到来年的春天之后才会发生严重的污染。去皮的原木污染程度,比未去皮原木者严重。由此可见,真菌污染在适当的含水量发生,适当的气温促进蔓延。热带与亚热带地区,几乎全年的气温都适宜真菌的生长,因此原木污染的情形更严重。

污染木材显微观察
  染色真菌由木髓线侵入木材,其菌丝主要分布在髓线细胞里,其后又再蔓延到纵向和上皮薄壁细胞,木髓线管胞(ray tracheid)内极少见。在感染的初期,菌丝从髓线细胞经由导管和假导管迅速地延伸到其它的薄壁组织内。在感染的初期,迅速蔓延的菌丝并不呈颜色,颜色要到5至6天后突然出现。

  菌丝很容易即可穿过端壁(end wall)上的单纹孔,从一个髓线细胞延伸到另一个细胞,因此菌丝的蔓延非常迅速。Wilcox 收集了许多文献,对染色真菌侵入木材的显微变化有以下的描述。菌丝除了穿过单纹孔,也钻穿纹孔膜(pit membrane),钻越纹孔托(torus)而非绕过纹孔托从纹孔缘(margo)穿过,菌丝有时也会直接在细胞壁上直接钻孔(bole hole)而过。钻穿纹孔膜和细胞壁似乎以机械方式进,并没有酵素分解的迹象。除了穿越纹孔膜和形成钻孔,染色真菌并不破坏导管、假导管及纤维的细胞壁,会分解薄壁细胞壁。

对木材性质之影响
  一般来说,染色真菌在木材内之滋长蔓延,不会降低其强度,不过严重的真菌色变可能会少许减低木材的冲击强度(Impact strength)。因为染色真菌菌丝破坏髓线组织、穿透重纹孔及在细胞壁上形成钻孔,因此严重的真菌色变会增加木材的渗透度(permeability)。污染发生之后如不立即处置,其它的真菌会随着入侵,造成真菌腐朽。
 

编辑:Pi Ning