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        幾種防霉劑對叢生竹防霉效果研究

        2013-12-06 07:12:34馬紅霞何雪香陳利芳張燕君
        世界竹藤通訊 2013年4期
        關(guān)鍵詞:防霉劑竹材測試方法

        馬紅霞 何雪香 陳利芳 張燕君

        (廣東省林業(yè)科學(xué)研究院 廣州 510520)

        由于竹材含有大量的糖類、淀粉等物質(zhì),為霉菌的生長繁衍提供了豐富的養(yǎng)分。因此竹材和竹制品在保存和使用過程中極易產(chǎn)生霉變,嚴(yán)重影響竹材表觀裝飾性能。環(huán)境溫濕度是引起竹材霉變的重要因素,當(dāng)溫度為25~30 ℃、相對濕度93%以上時,霉菌孢子萌發(fā)和生長最快[1]。我國華南地區(qū)氣候濕熱多雨、夏季較長,竹材在貯存、加工以及使用過程中很容易產(chǎn)生霉變。叢生竹作為華南地區(qū)的優(yōu)勢竹種類型,淀粉等營養(yǎng)物質(zhì)含量要高于散生竹,因此有必要對叢生竹的防霉問題進(jìn)行研究,促進(jìn)叢生竹工業(yè)化開發(fā)利用。

        對于竹材防霉性能方面的評價方法,多數(shù)文獻(xiàn)參考GB/T 18261-2000《防霉劑防治木材霉菌及藍(lán)變菌的試驗方法》進(jìn)行測試,該測試主要針對室內(nèi)用木材的防霉效果評價[2]??紤]到越來越多的竹制品用于戶外環(huán)境,長期經(jīng)受光照、雨水沖刷,使用環(huán)境更加惡劣,因此本文對防霉處理竹材的戶外測試方法進(jìn)行了探討。

        1 試驗材料與方法

        1.1 試驗材料

        (1)竹種:梁山慈竹(Dendrocalamus farinosus); 2~3年生,采自四川長寧縣。

        (2)防霉劑:NCM,主要成分百菌清、多菌靈、硼鹽,乳白色懸浮液,自配;SMR,主要成分異噻唑啉酮,淺黃色液體,自配,主要與CCA防腐劑混合使用,用于防腐處理木材的防霉;NCM/IPBC,NCM與有機(jī)碘化合物的復(fù)配懸浮液,自配;DDAC/IPBC,主要成分季銨鹽和有機(jī)碘化合物,無色透明液體,自配。

        (3)測試菌種:可可球二孢(Botryodiplodia theobromae)、綠色木霉(Trichoderma viride)、黑曲霉(Aspergillus niger)。

        1.2 試驗方法

        1.2.1 防霉劑種類對竹材防霉效果影響

        試驗采用的防霉劑種類及濃度為:NCM(0.5%、1.5%、2.5%);SMR(1%、2%、3%); DDAC/IPBC(0.25%、0.35%、0.4 5%)、NCM/IPBC (0.50%+0.02%、0.50%+0.03%、0.50%+0.04%)。

        SMR防霉劑是本研究團(tuán)隊開發(fā)的一種與CCA木材防腐劑復(fù)配的防霉劑,因此對復(fù)配藥劑的防霉效果也進(jìn)行了野外測試,藥劑處理濃度為CCA/SMR(1.5%/0%、1.5%/0.3%、1.5%/0.4%、1.5%/0.5%、0%/0.5%)。

        1.2.2 竹材處理工藝對竹材防霉效果影響

        實驗室培養(yǎng)皿測試方法采用真空處理方法,將幾種防霉劑配制成不同濃度,分別取10個竹材試樣放入不同防霉藥劑中,在-0.08 MPa真空條件下處理30 min,取出稱重;計算每一試樣的吸藥量,選取吸藥量值最接近的6個試樣用于防霉測試。吸藥量計算方法根據(jù)GB/T 18261-2000標(biāo)準(zhǔn)中公式(1)進(jìn)行。

        野外測試方法分別采用浸泡和加壓2種處理工藝。浸泡處理工藝是將幾種防霉劑配制成不同濃度,分別取20根竹材試樣浸泡在不同防霉劑中30 min;加壓處理工藝是將20根竹材試樣放入配制好的防霉劑藥液中,在1.5 MPa壓力下處理30 min。

        1.2.3 竹材防霉效果測試

        室內(nèi)測試法,參考GB/T 18261-2000進(jìn)行測試, 試件規(guī)格為50 mm×20 mm×壁厚(mm)。野外防霉效果評價采用2種方法:一種方法為野外遮蔭試驗法,在整理箱底部放一層水,然后將試件置于整理箱中,放在溫度25 ℃,相對濕度75%~80%的環(huán)境中;另一種方法為野外暴露試驗法,將處理過的試件直接暴露在戶外環(huán)境中,經(jīng)受日曬雨淋。每隔一個月檢查一次試件的霉變情況,共檢查3次。試件規(guī)格為200 mm×20 mm×壁厚(mm)。

        1.3 評價方法

        竹材霉變等級根據(jù)GB/T 18261-2000中霉變等級進(jìn)行劃分。野外測試將竹材霉變等級小于等于1的試件判為合格,藥劑處理竹材合格率為合格試樣數(shù)量與總試驗試樣數(shù)量的比值。

        2 結(jié)果與分析

        2.1 防霉劑對竹材的防霉效果

        不同測試方法防霉處理的竹材防霉效果見表1至表3。

        從表1可以看出, 本試驗濃度條件下,SMR對黑曲霉無防治效果,當(dāng)藥劑濃度達(dá)到3%以上時,對綠色木霉和可可球二孢具有較好防治效果。NCM濃度達(dá)到2.0%時,試樣平均霉變等級可低于霉變等級1。DDAC/IPBC藥劑對黑曲霉防治效果稍差,但試樣霉變等級基本都在1以下,本試驗最低濃度條件下,對3種霉菌都具有防治效果。在NCM中加入一定比例的IPBC,其防霉效果明顯提高,與2%的NCM效果相當(dāng)。綜合室內(nèi)防霉試驗結(jié)果,NCM、DDCC/IPBC和NCM/IPBC 3種藥劑對3種霉菌都有較好的防治效果,其中NCM/IPBC防治效果最好,其次是DDAC/IPBC,NCM用量稍微大一些,也可達(dá)到很好的防霉效果。

        表1 實驗室培養(yǎng)皿法測試的梁山慈竹防霉結(jié)果

        表2 梁山慈竹野外遮蔭防霉試驗結(jié)果

        從表2野外遮蔭防霉測試結(jié)果中可以看出,測試藥劑在1個月內(nèi)對竹材均具有很好的防霉效果;隨著測試時間的延長,防霉效果逐漸降低,但一定濃度條件下仍可達(dá)到相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求;到第3個月時,幾乎所有防霉處理竹材均沒有防霉效果,只有濃度為0.45%的DDAC/IPBC和濃度為1%/0.04%的NCM/IPBC在加壓處理工藝條件下,防霉等級為1.00。

        表3 梁山慈竹野外暴露防霉試驗結(jié)果

        從表3野外暴露防霉試驗結(jié)果看,測試2個月內(nèi),幾乎所有防霉劑對梁山慈竹均具有較好的防霉效果,3個月后,除了0.45%的DDAC/IPBC和濃度為1%/0.04%的NCM/IPBC,其他條件防霉效果幾乎全部失效。

        此外,從表3和表4結(jié)果中還可以看出,SMR單獨處理竹材的防霉效果較差;經(jīng)與防腐劑CCA配合使用,其防霉效力明顯增加,說明2種藥劑具有協(xié)同防霉作用。

        綜合上述3種防霉測試結(jié)果,本試驗條件下CCA/SMR和NCM防霉劑的防霉效果約為2個月,使用濃度分別為1.5%/0.3%和5%,可用于竹材貯存、運輸、加工過程中的防霉;DDAC/IPBC和NCM/IPBC防霉效果更好一些,可考慮用于竹制品使用過程中的防霉,但如何發(fā)揮2種藥劑在竹制品中最佳的防霉效果,還有待從藥劑濃度、處理工藝、測試時間及維護(hù)方法等方面進(jìn)一步研究。

        2.2 防霉處理工藝的防霉效果

        分析不同防霉處理工藝的防霉效果可以看出(圖1),采用加壓處理工藝,梁山慈竹的防霉效果優(yōu)于浸泡處理。主要是由于加壓處理工藝更有利于藥劑在竹材中的滲透,藥劑在竹材中的滲透量、滲透深度及均勻性要優(yōu)于浸泡處理工藝,但加壓處理需要加壓設(shè)備。因此選擇何種處理工藝,需結(jié)合實際情況。

        圖1 防霉處理工藝對防霉效果的影響

        2.3 不同測試方法防霉效果的對比

        對比3種測試方法,不同防霉劑處理梁山慈竹的防霉趨勢基本一致,但試件霉變等級差別較大。實驗室測試針對單一霉菌,可作為防霉劑篩選的一種方法;野外遮蔭測試法通過將竹材置于高溫高濕環(huán)境下,為大多數(shù)霉菌提供最佳的生長環(huán)境,是既快速又比較接近實際的一種測試方法;野外暴露試驗測試方法將竹材放置在戶外自然環(huán)境下,其測試效果受大氣溫度、相對濕度影響較大,而且不同地域其測試結(jié)果差別很大。但該方法考慮了光照對藥劑的降解作用以及雨水對藥劑沖刷的影響。

        從本試驗看,野外遮蔭試驗霉變速度要比野外暴露試驗快。主要與野外暴露測試時間有關(guān),本試驗從2011年1月份開始進(jìn)行測試,1月份和2月份大多數(shù)為晴朗天氣,天氣相對比較涼爽、干燥,甚至對照竹材在第一個月也幾乎都沒有霉變現(xiàn)象;從2月份后期到3月份,一直是陰雨天氣,相對濕度幾乎每天都在80%~98%之間,相對濕度很大,非常有利于霉菌生長,對照竹材在2月份的第一次小雨后的第3天幾乎全部霉變,從第3個月開始,霉菌生長很快。因此該方法與測試地點氣候條件有很大關(guān)系。

        此外,不同的野外測試方法,竹材上生長的霉菌種類差別很大。野外遮蔭試驗測試竹材竹青和竹黃都長滿白色、青色、橘紅色、黃色等多種霉菌,以橘青霉、曲霉為主,黑曲霉較少;在野外暴露試驗中,竹材表面以黑色霉菌為主。有研究認(rèn)為在日曬雨淋的露天環(huán)境中產(chǎn)生的霉菌多為黑質(zhì)型、分生孢子盤型、子囊殼型等類型,在陰濕環(huán)境中以革質(zhì)菌型為主[3]。綜合本試驗研究結(jié)果,認(rèn)為對于測試用于戶外制品防霉效果,以竹材野外暴露測試為主;用于室內(nèi)或竹材貯運過程中的防霉,以實驗室培養(yǎng)皿和野外遮蔭法測試為主。

        3 小 結(jié)

        (1)通過實驗室和野外試驗可以看出,CCA/SMR和NCM防霉劑的防霉效果約為2個月,使用濃度分別為1.5%/0.3%和5%,可用于竹材貯存、運輸、加工過程中的防霉;DDAC/IPBC和NCM/IPBC防霉效果更好一些,可考慮用于竹制品使用過程中的防霉。

        (2)加壓處理工藝更有利于防霉劑在竹材中的滲透,因此防霉效果明顯優(yōu)于浸泡處理工藝。

        (3)采用實驗室培養(yǎng)皿、野外暴露和野外遮蔭法檢測梁山慈竹的防霉效果,3種測試方法得出的防霉劑處理竹材的防霉趨勢基本一致。但試件霉變等級差別較大,測試側(cè)重點以及針對的霉菌種類不同。對于測試用于戶外制品防霉效果,以竹材野外暴露測試為主;用于室內(nèi)或竹材貯運過程中的防霉,以實驗室培養(yǎng)皿和野外遮蔭法測試為主。

        [1] 冉隆賢,吳光金.竹材霉菌生理特性及防霉研究.中南林學(xué)院學(xué)報,1997,17(2):14-19.

        [2] 陳利芳,何雪香,馬紅霞,等.環(huán)保型防霉劑處理竹材的防霉效果.浙江農(nóng)林大學(xué)學(xué)報,2012,29(1):78-82.

        [3] 吳開云,翁月霞.竹材霉腐類型及其與環(huán)境條件的關(guān)系.林業(yè)科學(xué)研究,2000,13(1):63-70.

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