木材的抗腐性能

木材干燥的最重要的一個理由是木材易受菌害，而干燥卻可以減少這種危害。真菌會產生三種類型的損害，即霉變、青變和腐朽(Rasmussen, 1961)。經良好干燥的木材可以長期地貯存在有頂棚的房子里，而無菌害之虞，但是濕材就不一樣了，特別是邊材容易受到菌害，尤其是在潮濕或溫暖的氣候條件下。在這三類菌害中，霉變可能是危害最輕的一種，但是即使是輕微的真菌侵蝕，也是十分有害的。曾經發現霉變和邊材變色(sapstain)提高了木材的滲透性，林德格雷(Lindgren, 1952)發現，受到Trichoderma viride 侵害的南方松木材比未受到侵害的木材，在冷吸收處理中，吸收防腐油的能力要提高8至9倍。在模擬傾盆大雨的情況下，受到菌害的木材比未受菌害的木材，吸收的水量要多達4倍。這些木材如果擺放在露天里，將吸收過量的雨水，更有利于菌類的生長，最后導致嚴重變質。

　　在大多數情況下，霉變總是發生在木材表面，盡管菌絲也會滲入到木材內部里去。霉變看上去是絨毛狀的，或者是像棉花似的，它的顏色從白色到暗灰色至黑色，有時它也會顯出藍綠色，黃綠色或微紅色。木材變色的原因是由于在木材中產生了大量的孢子(Boyce, 1961)。霉變對木材的力學性質影響甚微，但是影響了外觀，所以通常是不允許的(Hunt and Garratt, 1953)。霉變的木材也不能用來制造食品容器。但是，一般來說，霉變可以用刷子從表面刷掉或者刨掉，因此對木材的價值影響很小。在窯干中，對要求低溫高濕的樹種木材，霉菌可能大量繁殖，甚至會阻塞木板之間空氣的通道。這在干燥窯內是一個特殊的問題，如果設計不當，或者運行不當，會在某些部位出現“冷區”（注：氣流組織不好，出現熱空氣不能到達的地方）。拉斯曼辛(Rasmussen, 1956)提到一個例子，在干燥3英寸厚的白橡木彎坯料時，窯內有一個“冷區”，低于所要求的溫度3℉，結果產生了厚厚的霉絨，阻塞了兩層板之間的空氣通道。當溫度升高，霉菌最終被殺死，但是霉變使干燥不均勻，從而引起木材表面開裂。在干燥窯內霉變的發生通常是因常見的黑霉菌(Mycir spp. and Phizopus spp)引起的。木材最容易受到綠霉菌(Penicillium, Trichoderma, and Glioclodium opp)的感染，也會感染Aspergillus spp而引起黑色的霉變(Boyce, 1961)。

　　藍變是另一種菌害，有點像霉變，但是它會嚴重降低木材的品質，盡管并沒有嚴重地降低木材的強度。藍變看上去是一種藍灰色的變色，在刨光的橫截面上最容易看見，但是縱切面上卻很少看見(Kollman, 1936)。在世界上所有的木材中都有這種現象，但是邊材中特別容易發生，而且在針葉材中比闊葉材更易發生。白松和黃松，赤桉樹和鵝掌楸中最易發生藍變(Boyce, 1961)。藍變是由于幾種真菌的菌絲引起的，它們是Ceratocystis 屬的幾個種。Ceratocystis spp是美國原木和板材中引起藍變最常見的真菌。

　　木材也會被風帶過來的孢子所感染，在溫暖潮濕的季節里，孢子發芽成為菌絲滲入到細胞壁中或紋孔口中尋找食物(Henderson, 1951)。藍變的真菌卻是典型地利用細胞腔而不是細胞壁中的物質作為營養物，導致木材的變質。其結果是在木射線和薄壁組織中的大多數部位中，由于富含菌絲所需要的營養物，菌絲得以發育。心材不會受到影響。雖然菌絲不利用細胞壁，但是它們也會在一定程度上破壞細胞壁，木射線也可能受到嚴重的損傷。很少有菌絲在導管、管胞和其他一些細胞中發育的。雖然菌絲可能形成空洞，但是它們是通過紋孔口從一個細胞到相鄰的細胞中去的。這個特性在顯微鏡下區分藍變和其他菌害有著重要的分類特征上的意義。

　　木材的含水率是發生藍變的主要因素。生材和干燥良好的木材都不會發生藍變。博什(Boyce, 1961)指出，但是藍變可能偶然部份發生在一些樹種的心材中，如沼松、美國西加云杉和南方松中，也可能發生在一些活立木的心材中，如北方雪松。它也可能發生在正在變干的樹木的心材中。在木材含水率為30%時，真菌的生長大大放慢，在含水率20%以下時，生長實際上就停止了。對真菌生長最佳的木材含水率為33%至74%，如含水率高于143%，所有的生長將會停止。對真菌生長的最佳溫度為75-95℉，高于100-110℉或低于40-45℉，所有的生長實際上都停止了(Henderson, 1951)。以上的值引自科羅里拉(C. Coerulea)對蘇格蘭松的研究數據。對其他樹種，這些條件會有所不同，但是一般來說，真菌最佳的生長溫度為75-85℉，木材含水率20%以下不會發生藍變。

　　木材的力學性質通常不會因藍變而受到嚴重的影響，藍變的木材如果在外觀上是可以接受的話，可以用在大多數場合。藍變的針葉材的彎曲強度一般下降5%，但是偶而也可能下降10%。但是木材的韌性會受到嚴重影響，可能下降30%。試驗表明，硬材的藍變在強度方面的降低相類似，幅度不大(Cambell, 1959)。

　　真菌所產生的這三類損害中最嚴重的一種是腐朽。腐朽對木材削弱的作用與木材因此所損失的重量遠不成比例，進一步說，甚至輕微的腐朽就足以使木材變脆，以致在負荷時容易突然破裂。

　　木材也會受到空氣中生長的孢子的感染或與已受感染的木材接觸后受到感染。一旦感染了，真菌會產生出如絲一樣的菌絲，它們在所有的方向上滲入到木材內部。這些菌絲分泌出胞外酶(extracellular enzymes)，它把各種細胞壁的成份解聚成溶于水的分子大小的碎片(Cowling, 1961)。這些碎片回過來向菌絲擴散，在其中它們被真菌吸收并代謝。真菌通常被描述為棕色的腐爛物或白色的腐爛物，這取決于它們在木材中所分解的成份是什么。棕色的真菌腐朽分解的是纖維素，留下的是棕色的木素；白色的真菌腐朽主要分解的是木素，留下的是纖維素，剩下的木材就是白色的。有許多類真菌會引起木材腐朽，其中產生棕色腐朽真菌的是Poria Monticola；產生白色的腐朽真菌是Polyporus versicolor(Cowling, 1961)。鄧肯(Duncan)和洛勃德(Lombard)列出了詳細的腐朽木材的真菌名錄。西可(Shigo)和拉遜(Larson)則對北方硬材活立木提供了十分清晰的變色和腐朽的圖片。

　　由于胞外酶的擴散和菌絲造成的木材部份降等至少需要少量的自由水，所以已干的木材只要能保持干燥狀態，就可以防止腐朽(Cowling, 1963)。