木材防腐是通过物理或化学手段处理木材,使其免受腐朽菌、昆虫、海生钻孔动物等的侵害,增强木材耐久性的方法。近年来,人们对环境保护的重视和对化学用品的日益关注促进了天然环保型木材防腐剂的发展。魔芋飞粉是陕西、宁夏、甘肃和四川等地经济作物魔芋(Amorphophallus konjac K.Koch)的加工副产物,废弃后造成资源浪费和环境污染。本研究以魔芋飞粉活性成分对白腐菌-采绒革盖菌[Coriolus versicolor(L.)Quel.]和褐腐菌-密粘褶菌[Gloephyllum trabeum(Pers.)Murrill.]的抑菌活性为靶标,采用硅胶柱色谱和超高效液相色谱质谱联用技术(UPLC-MS)分离、鉴定魔芋飞粉提取物中对木材腐朽菌表现抑菌活性的成分及组成;通过分析活性成分处理后木材腐朽菌菌丝形态、细胞膜通透性、呼吸代谢、纤维素半纤维素和木质素酶活性的变化分析其抑菌机理;从耐腐性、颜色、尺寸稳定性、抗弯强度四个方面评价魔芋飞粉提取物处理杨木的性能。以综合评价魔芋飞粉提取物作为木材防腐剂的潜力,为魔芋飞粉及其他植物副产物的利用提供理论基础。所得到的主要研究结果如下:(1)魔芋飞粉提取物具有抑菌活性,40 mg/ml提取物处理的密粘褶菌和采绒革盖菌不再生长。魔芋飞粉提取物的乙酸乙酯萃取物和氯仿萃取物抑菌活性最强,进一步经硅胶柱色谱分离筛选出最佳活性成分,经UPLC-MS鉴定发现其主要是脂肪酸类、有机酸类和植物精油类化合物组成。抑菌活性试验验证发现有机酸类(水杨酸)和植物精油类化合物(2,4,6-三氯酚、香草醛和肉桂醛)具有较强的抑木材腐朽菌活性。(2)魔芋飞粉提取物处理对褐腐菌-密粘褶菌和白腐菌-采绒革盖菌抑菌效果主要表现为:魔芋飞粉提取物处理抑制了两种木材腐朽菌纤维素酶、半纤维素酶活性以及采绒革盖菌的木质素酶活性;抑制了腐朽菌呼吸代谢,特别是EMP途径;造成菌丝断裂畸形三个方面达到抑制木材腐朽菌正常生命活动的效果。(3)有机酸类化合物水杨酸处理对褐腐菌-密粘褶菌和白腐菌-采绒革盖菌抑菌效果主要表现为:水杨酸处理抑制了两种木材腐朽菌的半纤维素酶活性和采绒革盖菌的木质素酶活性;增强了两种木材腐朽菌的细胞膜通透性导致核酸渗出量增多这两个方面达到抑制木材腐朽菌正常生命活动的效果。(4)植物精油类化合物2,4,6-三氯酚、香草醛和肉桂醛抑菌效果相对较强。2,4,6-三氯酚处理对木材腐朽菌抑菌效果主要表现为:抑制两种木材腐朽菌的纤维素酶、半纤维素酶活性以及采绒革盖菌的木质素酶活性;抑制呼吸代谢的EMP途径;造成菌丝断裂畸形三个方面达到抑制木材腐朽菌正常生命活动的效果。香草醛和肉桂醛处理对木材腐朽菌抑菌效果主要表现为:抑制两种木材腐朽菌的半纤维素酶活性和采绒革盖菌的木质素酶活性;增强了两种木材腐朽菌细胞膜通透性导致蛋白质和核酸溢出;造成菌丝膨大畸形三个方面达到抑制木材腐朽菌正常生命活动的效果,肉桂醛还对两种木材腐朽菌呼吸代谢的EMP途径表现抑制作用。(5)魔芋飞粉提取物处理杨木耐腐性能检测表明,魔芋飞粉提取物浸渍处理杨木对褐腐菌-密粘褶菌的抑菌效果强于白腐菌-采绒革盖菌。160 mg/ml魔芋飞粉提取物处理杨木暴露在采绒革盖菌和密粘褶菌的质量损失分别达到33.5%(素材为44.7%)和11.9%(素材为39.4%);硬脂酸、水杨酸和肉桂醛浸渍处理杨木耐腐试验表明,30 mg/ml水杨酸和肉桂醛浸渍处理杨木暴露在采绒革盖菌和密粘褶菌环境下培养5周的质量损失均低于5%(素材分别为38.1%和27.5%),表明水杨酸和肉桂醛处理提升了杨木的耐腐性能。(6)魔芋飞粉提取物处理杨木物理性能试验表明:魔芋飞粉提取物浸渍处理杨木的增重率和增容率随浓度的增加先增加后略有降低,在130 mg/ml时增重率达到最大值21.4%,体积增加率达到6.9%;处理前后杨木?E~*为23,颜色变化较大,变暗并偏黄蓝;经魔芋飞粉提取物处理杨木尺寸稳定性有所降低;处理杨木的弹性模量、静曲强度、最大载荷均高于对照组,且除弹性模量外均随着浓度的增高而增强。魔芋飞粉提取物浓度达到130 mg/ml时,处理后杨木的弹性模量最大,达到10193.1 MPa(素材为8324.2 MPa),160 mg/ml时静曲强度、最大载荷最大,分别达到110.7 MPa(素材为94.0 MPa)和2515.8 N(素材为2089.9 N)。