張 坤，邱增處，雷亞芳

(西北農(nóng)林科技大學(xué) 林學(xué)院，陜西 楊陵 712100)

麥秸板是以小麥秸稈為原料，異氰酸酯膠為膠黏劑，經(jīng)過(guò)一系列工藝制造的人造板材，具有質(zhì)輕、優(yōu)良的物理力學(xué)性能、無(wú)甲醛等一系列的優(yōu)勢(shì)，同時(shí)對(duì)保護(hù)森林，減輕環(huán)境污染有一定的生態(tài)效益，因而自從問(wèn)世以來(lái)，一直受到各方面的關(guān)注，學(xué)者對(duì)其進(jìn)行了各方面的研究。華東[1]、鄭超[2-3]等、王瑛[4]等分別研究了麥秸原料形態(tài)和組成對(duì)板材性能的影響，結(jié)果顯示麥秸原料的形態(tài)和組成會(huì)對(duì)板材的性能造成影響；張洋[5]等、劉艷萍[6]、付順鑫[7]等分別研究了麥秸預(yù)處理對(duì)板材性能的影響，結(jié)果表明酶處理及蒸汽爆破處理均可以提高麥秸板的性能；周曉燕[8-9]等分別對(duì)麥秸板的吸聲及傳熱性能進(jìn)行了研究，結(jié)果顯示麥秸板有良好的吸聲及保溫性能。

盡管麥秸板已經(jīng)得到了一定程度的推廣，但是在實(shí)際使用中發(fā)現(xiàn)，麥秸板比木材和其他人造板更容易受到霉菌的侵染，因此有必要研究霉菌對(duì)麥秸板的危害。綠色木霉(Trichodermaviride)屬于半知菌綱木霉屬，是一種十分常見(jiàn)的霉菌，其分泌的纖維素酶具有較高的活性[10-11]，可以直接降解秸稈生產(chǎn)糖類[12-13]，同時(shí)也是國(guó)標(biāo)中規(guī)定的木材霉菌試驗(yàn)菌種。本試驗(yàn)以麥秸板為對(duì)象，綠色木霉為試驗(yàn)菌種，通過(guò)對(duì)比接種前后麥秸板的質(zhì)量損失率及剖面密度的變化，來(lái)揭示綠色木霉對(duì)麥秸板的危害。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

麥秸板購(gòu)自諾菲博爾板業(yè)(楊凌)有限公司。膠黏劑為異氰酸酯樹(shù)脂膠(MDI)，施膠量為7%，厚度12 mm。

1.2 試驗(yàn)設(shè)備

剖面密度儀，德國(guó)EWS公司；WAB精密推臺(tái)鋸，秦皇島歐登多機(jī)械制造有限公司；蒸汽高壓滅菌鍋，上海申安LDZX-50KB；超凈工作臺(tái)，AIRTECH；恒溫恒濕培養(yǎng)箱等。

1.3 試驗(yàn)菌種

綠色木霉(Trichodermaviride)，由西北農(nóng)林科技大學(xué)植保學(xué)院提供。

1.4 試驗(yàn)方法

將麥秸板表面的灰塵清理干凈，將部分麥秸板進(jìn)行表面砂光處理，然后用精密推臺(tái)鋸將麥秸板鋸成50 mm×50 mm的樣品，未砂光和砂光樣品各36塊，然后參照國(guó)標(biāo)GB/T 18261-2013中的相關(guān)規(guī)定接種后，將試驗(yàn)組及空白對(duì)照組置于28℃，相對(duì)濕度85%的恒溫恒濕箱中，分別于第4、第8、第12周取樣，計(jì)算其質(zhì)量損失率并測(cè)定其剖面密度的變化情況。

2 結(jié)果與分析

2.1 綠色木霉侵染對(duì)麥秸板質(zhì)量損失率的影響

隨著綠色木霉侵染時(shí)間的增加，未砂光和砂光麥秸板的質(zhì)量損失率在不斷增大(圖1)。在第4周時(shí)，未砂光麥秸板的失重率為11.22%，大于砂光麥秸板的質(zhì)量損失率7.11%，在第8周和第12周時(shí)，未砂光和砂光麥秸板的質(zhì)量損失率基本相同，經(jīng)過(guò)12周的侵染，未砂光和砂光麥秸板的質(zhì)量損失率達(dá)20.45%和20.86%，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于霉菌對(duì)木材的危害程度。

圖1 麥秸板的質(zhì)量損失率Fig.1 Mass loss rate of wheat straw board

2.2 麥秸板原始剖面密度

麥秸板的剖面密度沿厚度中心線呈幾何對(duì)稱，表層密度較高，芯層密度略低，密度高峰值離板材表面有一定距離(圖2)。麥秸板樣品的平均密度為608.83 kg·m-3，最小密度為497.83 kg·m-3，最小密度與平均密度的比值為81.78%，左端最大密度為771 kg·m-3，右端最大密度為741 kg·m-3，左右兩端密度最大值均出現(xiàn)在距離表面1～2 mm處，最大密度與最小密度的差值大約為270 kg·m-3。砂光后板材厚度降低了約1.5 mm，表面密度增大，密度高峰值接近板材表面。

圖2 麥秸板的剖面密度Fig.2 Profile density of wheat straw board

2.3 高濕度處理對(duì)麥秸板剖面密度的影響

經(jīng)過(guò)12周恒溫恒濕箱(溫度為28℃、相對(duì)濕度為85%)處理，未砂光和砂光麥秸板的剖面密度及厚度與原始板材相比均沒(méi)有明顯的變化(圖3)，說(shuō)明在沒(méi)有微生物等外界因素影響下，麥秸板在高濕度環(huán)境中比較穩(wěn)定。

2.4 綠色木霉侵染對(duì)麥秸板剖面密度的影響

隨著侵染時(shí)間的增加，未砂光與砂光麥秸板的平均密度逐漸減小(圖4)。SPSS方差分析結(jié)果顯示(表1)，除了未砂光組第8周與第4周和砂光組第12周和第8周的最小密度差異不顯著，其他組之間均存在顯著性差異。

經(jīng)過(guò)綠色木霉侵染4周之后，未砂光麥秸板的平均密度為475.00 kg·m-3，是原始密度的80.00%，砂光麥秸板的平均密度為509.17 kg·m-3，是原始密度的85.00%；經(jīng)過(guò)12周的處理，未砂光麥秸板的平均密度為405.17 kg·m-3，僅是原始密度的66.50%，砂光麥秸板的平均密度值為417.67 kg·m-3，僅是原始密度的69.73%，侵染后麥秸板的平均密度與原始密度相比，未砂光的密度變化比砂光板的變化大，這與未砂光板材失重率相比較大的結(jié)論一致。隨著侵染時(shí)間的增加，未砂光與砂光麥秸板的最小密度與平均密度的比值變小，未砂光與砂光板的差異不顯著。

圖3 高濕度處理后麥秸板的剖面密度Fig.3 Profile density of wheat straw board after high humidity treatment

圖4 綠色木霉侵染后麥秸板的剖面密度Fig.4 Profile density of wheat straw board after infection with T.viride

表1 麥秸板剖面密度變化及方差分析Table 1 Changes of profile density of wheat straw board and variance analysis

注：同列不同字母表示不同侵染時(shí)間的差異顯著性(P<0.05)。

3 結(jié)論與討論

隨著綠色木霉侵染時(shí)間的增加，未砂光和砂光麥秸板的質(zhì)量損失率在不斷增大；當(dāng)侵染第4周時(shí)，未砂光板比砂光板的質(zhì)量損失率大，到第8周和第12周時(shí)，未砂光和砂光麥秸板的質(zhì)量損失率趨于相同。綠色木霉主要由麥秸板的表面及側(cè)邊的空隙進(jìn)入板材內(nèi)部的，因?yàn)槲瓷肮恹溄瞻宓谋韺用芏容^低，有利于綠色木霉的繁殖與擴(kuò)散，經(jīng)過(guò)砂光的麥秸板，最外層密度變大，不利于微生物的入侵，因此侵染初期，未砂光麥秸板的相對(duì)失重率較大，隨著侵染時(shí)間的增加，砂光麥秸板的表面被破壞，會(huì)加速綠色木霉的入侵，后期由于容易被降解物質(zhì)含量的減少，未砂光和砂光麥秸板的質(zhì)量損失率趨于相同。

在沒(méi)有微生物等外界因素影響下，麥秸板在高濕度環(huán)境中比較穩(wěn)定。綠色木霉侵染后，隨著侵染時(shí)間的增加，未砂光與砂光麥秸板的密度在逐漸減小，經(jīng)過(guò)12周的處理，未砂光麥秸板的平均密度降為原始密度的66.50%，砂光麥秸板的平均密度降為原始密度的69.73%。麥秸板的剖面密度分布情況與其他木質(zhì)人造板類似[14]，密度沿厚度中心線呈幾何對(duì)稱，表層密度較高，芯層密度略低，這主要是因?yàn)樵跓釅哼^(guò)程中表層溫度比較高，壓縮比比較大，而芯層溫度比較低，壓縮比比較小[15]。沒(méi)有受到綠色木霉影響的麥秸板經(jīng)處理后密度沒(méi)有明顯的變化，而綠色木霉侵染后密度明顯降低，說(shuō)明綠色木霉會(huì)對(duì)麥秸板的密度造成較大的影響。有研究顯示，綠色木霉可以在兩周內(nèi)入侵到木材內(nèi)部約13 mm的位置[16]，說(shuō)明綠色木霉有較強(qiáng)的入侵能力，木霉侵染后板材芯層密度降低，說(shuō)明綠色木霉進(jìn)入板材內(nèi)部，進(jìn)一步的研究將通過(guò)掃描電鏡觀察不同侵染時(shí)間木霉進(jìn)入麥秸板的情況。麥秸板比木材更容易受到霉菌的危害，主要是因?yàn)樾←溄斩捴泻休^多可以被微生物直接利用的糖類、蛋白質(zhì)等物質(zhì)[17]，有助于微生物在麥秸板上的繁殖，而且綠色木霉可以降解小麥秸稈中的纖維素和木質(zhì)素[18]，這些物質(zhì)被降解之后，會(huì)在麥秸板內(nèi)部產(chǎn)生空隙，有利于水分及氧氣在麥秸板內(nèi)部的進(jìn)一步擴(kuò)散，有利于綠色木霉在麥秸板內(nèi)部的生長(zhǎng)，從而造成麥秸板密度的進(jìn)一步降低。而密度是決定人造板材物理及機(jī)械性能最主要的原因之一[19]，因此綠色木霉的侵染會(huì)造成麥秸板物理及機(jī)械性能的降低。