木材生物危害缺陷defects of wood dueto biological damage

木材由于受真菌、细菌、昆虫、海生钻孔动物等的侵害而形成的变色、腐朽、虫眼或蛀孔等缺陷。因危害木材的生物种类不同，破坏程度差别很大。在大多数情况下，生物侵害所引起或形成的缺陷都会使木材的构造和物理、力学、化学等性质发生变化而降低木材的使用价值和利用率。
变色 常见的变色如蓝变，主要损害木材外观，并增加木材吸水性，抗冲击强度略有降低。木腐菌初期引起的变色材如保管不善或使用不当，能发展为腐朽。伪心材是在立木时期，真菌侵入树干内部，所造成的一种深变色，常见于阔叶树材心部，呈圆形、星状或不规则状，具暗褐色、红褐色、淡紫色、紫色或深绿色等色调，与边材间常由深色带分隔。主要损害木材外观，降低顺纹抗拉强度，并增加脆性。（见木材变色）
腐朽 木材在适宜的环境条件下，主要受木腐菌、细菌的侵害，使细胞壁受到破坏，木材色泽和结构改变，最后变得松软易碎，呈筛孔状、粉末状或海绵状等形态。从衰老的立木到伐倒木、原条、原木、锯材、木制品以及各种建筑结构材等都会遭受木腐菌的侵害形成腐朽。木腐菌感染途径及其造成的缺陷是：❶在活立木上，孢子和菌丝常以根部、干部或梢部的伤口或断枝处侵入，形成根腐、干腐或梢腐。由于边材系活细胞，有生命力，故有抵抗菌类侵害的能力，因此，木腐菌只侵入心材，造成心材腐朽，或称内部腐朽(图1a)，周围材质完好的空心称铁眼。
❷在贮运中的伐倒木或原条、原木上，边材逐渐失去活力，水分不断减少，致使边材丧失抵抗菌害的能力，使木腐菌得以侵入而形成边材腐朽(图1b)。
❸使用期间的木材和木制品，也能受到木腐菌侵害。特别是与水或土壤接触和受潮的木材，容易受到感染。有的木材在制成各种结构材和木制品之前，已经受到菌类感染，潜伏在木材中的菌丝或孢子一旦条件合适，就能复苏继续繁殖，形成腐朽。木材腐朽可分为初期、中期和后期等阶段。❶初期腐朽：木材颜色发暗或变浅，用显微镜观察，细胞腔内有少量的菌丝。
❷中期腐朽：木材颜色变浅或加深。细胞腔内积聚着大量菌丝，细胞壁被菌丝分泌的酶溶蚀，逐步变薄，有的还穿蚀成许多不规则的孔洞，致使细胞壁遭受破坏，木材基本性质发生显著改变。
❸后期腐朽：木材即成朽木，呈纤维状、层状、块状或绵软状，发生皱痕、龟裂或多孔而成碎片。根据腐朽材的形态和色泽，可将腐朽分为白腐、褐腐和软腐等3种类型。

图1 心、边材腐朽示意a.心材腐朽； b.边材腐朽

白腐 主要由白腐菌破坏木质素，同时也破坏纤维素所形成。受害木材多呈白色或淡黄白色，或浅红褐色，露出纤维状结构。外观似大理石状者，称大理石状腐朽；似海绵状者，称海绵状腐朽；似蜂窝状者，称筛孔状腐朽(图2a)。白腐后期材质松软，容易剥落。
褐腐 主要由褐腐菌破坏纤维素所形成。外观呈红褐色或棕褐色，质脆，中间有纵横交错的块状裂隙。褐腐后期受害木材易捻成粉末，故又称为粉末状腐朽(图2 b)。褐腐在危害用材特别是危害建筑结构材中常分为干腐和湿腐两类。❶干腐：由于干腐菌的侵害所致。该菌菌丝能输导水分使位于通风不良的干材变潮而遭受侵害，形成典型的红褐色块状腐朽，是木建筑构件的重要腐朽类型。
❷湿腐：多由粉孢革菌等的侵害所形成。受害木材多处于潮湿条件下，如在建筑物内有漏水或凝结水的木构件部位，常引起木材呈红褐色块状，且多为纵裂腐朽。其次亦见于矿柱、桥梁、仓库、枕木等处的湿木材。也有时见于贮木场的原木等。

图2 腐朽材类型a.筛孔状腐朽；b.褐腐

软腐 由软腐菌或称微真菌所引起。木材表层材质软化变黑，类似烧焦的木材，干燥时软腐层呈细小块状开裂，易成碎片剥落。软腐可继续向深层发展，但进展缓慢。木材长期在高温潮湿的环境中，容易遭致软腐。
此外，细菌也能侵害木材，但较真菌轻微，一般与真菌一起危害木材，形成菌腐现象。
木材虫害缺陷 因各种昆虫蛀蚀或钻孔所造成的危害缺陷。大体分为使用前的虫害缺陷和使用期的虫害缺陷两类（见木材虫害）。
木材在使用前的虫害缺陷 害虫对伐倒木或原木所造成的危害缺陷，主要是虫眼和对立木有时能形成的髓斑。
虫眼 主要由鞘翅目的棘胫小蠹科、长小蠹科、象虫科、天牛科、吉丁虫科、筒蠹科，膜翅目的树蜂科等的害虫蛀蚀所形成。根据蛀蚀程度，可分为表面虫眼或虫沟、小虫眼和大虫眼等。❶表面虫眼或虫沟：主要指木材遭蛀蚀的深度不足10毫米的虫眼和虫沟（按中国国家木材缺陷和检验标准规定）(图3)。多由某些小

图3 小蠹虫危害形成的表面虫眼和虫沟

蠹虫及某些天牛等的侵害所形成。主要蚀害新伐倒木树皮下的韧皮层而伤及边材表层，咬穿坑道，形成表面虫眼和虫沟。
❷小虫眼：主要指虫孔最小直径不足3毫米的虫眼，多由棘胫小蠹科、长小蠹科与筒蠢科等科的某些小蠹虫所造成。它在树皮下蛀蚀的虫眼、虫沟常扩展或延伸至边材部位。虫孔深度3～5厘米，甚或10多厘米不等。虫道在木材内呈水平或垂直树枝状分叉。
❸大虫眼：虫眼圆形或扁圆形，最小直径在3毫米以上，深度在10毫米以上（按中国国家木材缺陷和检验标准规定），主要由天牛、松树皮象和树蜂等害虫所形成(图4)。虫道常有丝状或粒状蛀屑充塞或排出。例如：光胸幽天牛（中国东北林区称小蛤虫眼），主要危害云杉、冷杉、红松和落叶松等针叶树材的边材，有时靠近边材的心材部分也受其害，其中云杉受害最为严重；云杉大黑天牛（中国东北林区称大蛤虫眼），主要危害针叶树材的边、心材；松墨天牛，又称松褐天牛、松天牛，主要危害马尾松、云杉、冷杉、落叶松、桧属等树种；松瘤象，主要危害马尾松，尤其是直径大的带皮原木和伐根。

图4 由天牛危害形成的大虫眼

一般表面的虫眼和虫沟可随板皮一起锯除，故对木材的利用基本没有影响，分散的小虫眼影响也不大。但蛀蚀较深的大虫眼和深而密集的小虫眼，常能破坏木材的完整性和纤维的连续度，并降低力学强度。所有虫眼都给变色菌和腐朽菌带来了传播和繁殖的有利条件。
髓斑 系立木在生长时期形成层受到昆虫的侵害，愈合后所形成。在某些树种的横断面上常见到色泽较深的半圆或半月形的斑点，其长径在弦向约为0.16～0.32厘米。大量存在时会影响木材强度。髓斑常见于桦木、槭木、椴木、柳木、樱桃木等树种。导致髓斑形成的昆虫主要有双翅目。例如桦木的髓斑主要由蝇类幼虫侵入所致。
木材在使用期间的虫害缺陷 锯材、建筑结构用材、家具材等常遭受鞘翅目的蠹科、长蠹科、粉蠹科和天牛科，等翅目的鼻白蚁科、木白蚁科和白蚁科，以及膜翅目的木蚁等害虫的侵害。所造成的缺陷可分为针孔粉柱状缺陷、大孔粉柱状缺陷和蜂窝状缺陷3类。
针孔粉柱状缺陷 主要由粉柱甲虫如窃蠹科、长蠹科、粉蠹科等科的害虫侵害所形成。虫道都被细的蛀屑所填塞。幼虫在木材中纵横不规则地钻蛀，木材表层呈现许多细孔，孔径0.8～1.5或2.1毫米，危害严重时，木材仅外壳保持完整，而内部则呈粉柱状破坏。粉蠹科的甲虫多侵害硬阔叶树材如栎木、白蜡、山核桃等的导管。木材受害程度，视其淀粉含量而定。窃蠹科的甲虫如家具窃蠹多危害阔叶树材和针叶树材的边材及一些淡色的阔叶树材心材，常见于干燥的木建筑物和木器家具等木制品。长蠹科的甲虫既危害干燥的木材，也伤害刚伐下的新鲜阔叶树材，特别是带皮的阔叶树材。其成虫在树皮中筑起无蛀屑的虫道，产卵，卵孵化成幼虫后，即在边材上钻食淀粉食物，并将虫道用细的蛀屑填塞住，虫道圆柱形。被害木材常仅留一层纸样外壳。
大孔眼粉柱状缺陷 主要由天牛科的某些天牛侵害所形成。木材表层可以见到蛀孔或虫眼，木材内部则充满粉柱状的蛀屑，破坏严重时不堪使用。在中国危害木材的有家天牛和长角凿点天牛。❶家天牛：又名腐木天牛。常侵害气干状态的原木，特别是针叶树材制成的建筑物构件和电线杆等。卵产在缝隙内，幼虫咬蛀成不规则的坑道，坑道伸向各方，但主要与纤维并行。幼虫的虫眼较大，直径6～8毫米。深入边材内部，断面呈椭圆形，坑道均充满细的蛀屑。幼虫完成其发育后，即转向表层在其稍下方筑蛹室，用细的蛀屑堵住蛹室化蛹。经羽化后的成虫，即从咬蛀成直径为0.5～1.0厘米的卵形孔中飞出。确定木材的受害程度时，要用小锤敲打，凭借声音来判断。同时，敲打受害木时，会有白色微细的粉末蛀屑从缝隙内震出。
❷长角凿点天牛：又称长角栎天牛。分布在中国山东、广东、台湾等地。主要危害房屋建筑和家具木材。被害树种很多，多是阔叶树材的边材。成虫卵产在细小的缝隙或小虫孔中，深约5～7毫米。幼虫孵出后，即蛀入木材以淀粉和可溶性糖类为食，外面无任何痕迹。幼虫坑道极不规则，坑道内充满粉状蛀屑。坑道深度可达20～24毫米，直径7～10毫米。老熟幼虫在坑道末端筑室化蛹，新成虫常穿凿椭圆形羽化孔钻出。
蜂窝状缺陷 这类缺陷主要由等翅目的白蚁和膜翅目的木蚁等的侵害所形成。❶白蚁：是危害使用期内木材的最主要害虫。这类昆虫在温暖潮湿地区特别是在中国南方地区最为猖獗；能侵害房屋建筑、枕木、电杆、柱材、桩木、矿柱、桥梁等用材。木材内部常形成蜂窝状或片状的破坏。白蚁为群居性昆虫，其破坏活动非常隐蔽，不易被发现，即使木材内部完全蛀空，其外面表层仍很完整。根据白蚁的栖居习性和营巢位置，可分为木栖、土木栖和土栖3类。木栖类的堆砂白蚁型，属木白蚁科，完全生活在木材中，与土壤不发生关系，主要危害房屋建筑构件或衰弱的活立木。土木栖类又可分为家白蚁和散白蚁两个不同的巢居类型。家白蚁型，属鼻白蚁科。在室内或野外筑巢，常见于大树干内，专蛀蚀早材，是中国长江以南地区房屋建筑物的大敌。散白蚁型，不筑大型巨巢，群体多分散，多危害立木根部或近地面树干，房屋构件也常受其害。土栖白蚁类，属白蚁科，筑巢于地下，深达1～2米，是河堤、水库的大敌，也蛀蚀木材。
❷木蚁：大的和小的黑色或褐色木蚁常危害根株、陈旧原木和衰弱的立木。亦能危害使用的木材，如建筑材和电杆等，尤其是已发生腐朽并开始软化的木材。不如白蚁那样隐蔽，在被害木附近常可见到。
海生钻孔动物危害缺陷 浸在海水中的桩木、护木、渔船和其他木结构，常受到海生钻孔动物的蛀蚀，形成蜂窝状的缺陷。这些动物主要有软体动物的船蛆和海笋、甲壳动物的蛀木水虱和团水虱等。（见海生钻孔动物危害）
木材伐倒以后，因生物危害所产生的缺陷多数可以控制。一方面根据木材不同的用途所容许的缺陷限度，合理利用木材，或改进加工工艺。同时也可改善贮存期间的木材保管技术和加强用材的防腐、防虫处理，严格限制生物对木材的侵害。

木材生物危害缺陷defects of wood due to biological damage

木材由于受到真菌、细菌、昆虫、海生钻孔动物等侵害而形成的变色、腐朽、虫眼或蛀孔等缺陷。常见的变色为蓝变。腐朽根据其形态和色泽，可分为白腐、褐腐和软腐3种类型。木材使用前的虫害缺陷主要有虫眼(又分表面虫眼或虫沟、小虫眼、大虫眼)和髓斑；在使用期间的虫害缺陷主要有针孔粉柱状缺陷、大孔眼粉柱状缺陷、蜂窝状缺陷。浸在海水中的桩木、护木、渔船和其他木结构，常受到海生钻孔动物的蛀蚀，形成蜂窝状的缺陷。