防止木材微生物災害的重要性。
2016-06-17 10:14:20
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木材在采伐、運輸、儲存、加工和使用過程中,都會遭到霉菌、細菌、放線菌等微生物的侵蝕而發生霉腐變質,從而影響木材及其制品的外觀和內在質量,我們稱之為木材的微生物災害(Wood Microbial Deterioration) 。據保守估計,在全部造紙木材中,就有10%的份額由于微生物的霉腐作用而損失掉(shema,1955,美國),可見防止木材微生物災害的重要性。
根據微生物對木材及其制品造成腐蝕破壞的外觀特征,可分為白腐、褐腐、軟腐、發霉、變色、敗壞等。不管外觀特征如何,其實這都是微生物(主要是真菌)的代謝產物(主要是酶)對木材的分解作用結果。白腐是真菌使帶褐色的木質素腐爛造成的,其特征是在木材上留下了白色海綿狀的纖維素團,白色的孔穴和斑紋。白色部分表示纖維素的量已經超過了木質素。雖然主要被破壞的是木質素,但纖維素也能被白腐菌所破壞。褐腐則是真菌專門腐爛纖維素和半纖維素所造成的結果,留下以木質素為主的成分,且呈棕色的干燥朽木塊團。另外,經研究證明,由于木材濕度過大或貯存、保管不當,一般不是白腐菌和褐腐菌所造成的,而是由其他微生物所引起的木材表面腐爛現象,我們叫軟腐。通過組織學觀察發現,罹褐腐的木材中,菌絲分布于細胞腔中,并垂直穿過細胞壁,造成一個個空洞,空洞的孔均大于菌絲的直徑。在白腐中,由于一般的降解作用,植物細胞壁變薄,從而被菌絲所穿透,這表示木質素和纖維素都被降解。在軟腐中,可觀察到在纖維、導管和導管的次生壁的中間層中有明顯伸長的孔,木質素和纖維素均被軟腐微生物所破壞。一般來說,軟腐的腐爛速度要慢于褐腐或白腐速度。未經干燥的木材及其制品以及在溫暖潮濕條件下,即使干燥過的木材及其制品均容易發霉。霉菌的孢子在木材表面發芽,生成菌絲侵入木材,吸收木材細胞內的營養,發展成孢子,同時產生各種色素。發霉主要影響外觀,對木材的強度影響不大,但對木材的韌性影響較大,也會增加木材的滲透性。木材的邊材變色,或稱藍變、青變、黑變,木材發生色變其實就是霉菌的色素造成的,由于變色真菌的菌絲能深入到木材的較深部位,所以很難脫色。潮濕的木材或與潮濕土壤接觸的木材,最容易受到細菌的侵蝕,細菌的代謝產物能降解細胞間的紋孔膜,打通木射線和橫向樹脂道,從而增加木材的徑向滲透性,有些細菌也會降解細胞壁成分,造成力學強度下降。
木材中含有纖維素、半纖維素、木質素、淀粉、糖類、果膠、單寧、樹脂、油脂、礦物質等成分,雖然根據樹種的不同,其成分含量也不一樣,但足以滿足微生物生長的需要。引起木材腐朽或腐蝕的微生物種類很多。當溫度和濕度等環境條件適宜時,多種微生物就會在木材的內部和表面大量生長和繁殖,同時產生各種水解酶、有機酸、毒素等代謝產物,從而分解木-材中的各種成分,使木材劣化變質,這中間,水解酶起著非常重要的作用。木材霉腐變質是眾多微生物共同作用的結果,單靠一種微生物很難完成任務。微生物既沒有吸食器官,也沒有排泄器官,它們對木材的腐蝕破壞作用是靠各種代謝產物的“分工合作”作用來完成的。一種微生物能夠產生多種酶,一種酶可以由多種微生物產生。所謂纖維素產生菌,是指該菌主要產生纖維素酶,同時還產生其他酶。以綠色木霉為例,該霉菌主要產生纖維素酶,其次產生葡聚糖酶,同時還產生淀粉酶和糖化酶等。纖維素是由葡萄糖以β--1,4鍵結合的聚合物,是木材的主要構成部分。纖維素酶有C1-酶與Cx-酶,對纖維素最初作用的酶為C1-酶,它破壞纖維素鏈的結晶結構,起水化作用。Cx-酶是作用于經C1-酶活化的纖維素,分解其β-1,4-鍵。內切-1,4-β葡聚糖酶是從高分子聚合物內部任意切開β--1,4-鍵,主要生成纖維二糖、纖維三糖等多糖類的酶。外切-1,4-β葡聚糖酶作用于低分子多糖,從非還原性末端游離葡萄糖。β-葡萄糖苷酶是將纖維二糖、纖維三糖等短鏈低聚糖類分解成葡萄糖。由于各種酶的協同作用,木材成分中的大分子物質最終分解成小分子物質,木材也就腐蝕變質了。
總之,木材的白腐、褐腐、軟腐等破壞了木材的結構,降低甚至破壞了木材的力學強度,使木材不能被利用。而木材的青變、蘭變等主要影響木材的外觀及表面質量,使木材降級,亦降低了使用價值。微生物對木材的腐蝕破壞作用是由微生物的代謝產物來完成的,由于微生物具有分布廣泛,繁殖迅速,代謝旺盛,易于變異和適應等特點,它無所不入,無所不能。因此,必須積極采取措施防止木材的微生物災害。
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