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杨树木材加工利用及森林培育技术对木材质量的影响(3)

发布日期:2012-02-24 21:59 作者:admin 点击:

杨树木材易受菌虫危害,木材颜色难以确定,因树种不同略有区别。木材无特殊气味和滋味;纹理直,结构细而均匀;干缩通常小;一般强度小或中;因胶质纤维普遍存在,解锯时常发生夹锯现象,刨面起毛;通常不耐腐、不抗蚁蛀,防腐剂边材易浸注;生长轮略明显,轮间呈深色带;散孔材至半环孔材。
  导管、木射线、木纤维、轴向薄壁组织是杨树木材的主要细胞。它们所占木材的组织比量(木材组织比率):导管22.2%-36.0%、木射线6.1%-11.4%、木纤维52.8%-67.3%、轴向薄壁组织0.1%-0.7%(见表2-1)。

一、我国几种重要杨树木材的构造描述

  现就毛白杨等5种杨树木材的宏观构造和微观构造分别描述如下:

1.毛白杨

  1.1 宏观构造 心边材区别不明显。木材浅黄白色并带微红;易受菌虫害,“假心材”普遍存在;木材有光泽;无特殊气味和滋味;纹理通常直,结构细;重量和硬度中。生长轮明显,宽窄略均匀(天然林)至不均匀(人工林),轮间有深色带。管孔多至甚多,略小至甚小,放大镜下明显,大小略一致,生长轮末端略少(散孔材至半环孔材);木射线中至多、细,放大镜下横切面上可见;径切面上射线斑纹不明显;弦切面上无波痕。无树胶道。

  1.2 微观构造 导管横切面为椭圆形或圆形,每mm2为25-40个;短径列复管孔(通常2-3个,衡至4-5个)或单独,少数为管孔团;壁薄(3μm);大弦向直径350μm以上,多数为201-300μm。导管分子长129-426μm,平均285μm;未见侵填体,无螺纹加厚。单穿孔椭圆形或卵圆形,穿孔底壁略倾斜至倾斜。管间纹孔式互列,圆形至卵圆形;纹孔口内涵,圆形至扁圆形。木纤维壁薄,直径多数为11-25μm,长为820-1790μm,平均为1180μm;单纹孔或具狭缘;纹孔口内涵透镜形,直列。木射线细胞同型单列;端壁节状加厚及水平壁纹孔明显,射线与导管间纹孔式单纹孔互列,多见于边缘数列细胞内。轴向薄壁组织量少,轮界状。

2.山杨

  2.1 宏观构造 心边材区分不明显,木材奶黄色至黄褐色,心材部分易受菌虫害,出现褐色或灰褐色不规则圆形的假心材(湿心材)。木材纹理直,结构中,略轻软,新伐倒湿材有特殊气味,生长轮明显,多数生长轮有起伏,轮间有深色带。管孔小,肉眼下少能分辨。木射线细,比管孔直径小,放大镜下可见;径切面肉眼可见。

  2.2 微观构造 导管横切面为椭圆形,微具棱角;径列复管孔或斜向相连接呈微锯齿状,少数单独;每mm2为40-75个。弦向直径49-77μm,壁薄(2.7μm)。导管分子长288-1025μm,一般长530-760μm。偶见侵填体;单穿孔,底壁倾斜。侧壁具缘纹孔互列,密集,同形或多角形,纹孔口内涵。木纤维壁薄,直径为14-23μm,长900-1850μm。木射线同型单列,每mm6-9条,木射线高一般10-16个细胞,细胞长圆形,胞腔内含有褐色树胶状沉积物。轴向薄壁组织数量少,呈断续的短线排列于轮界处。

3.大叶杨

  3.1 宏观构造 心边材无区别,木材黄白色或黄色,心材部分常受菌虫危害呈灰褐色或微黄色,有光泽;无特殊气味和滋味。生长轮明显,宽度略均匀,轮界为浅色细线;每cm5-7轮。管孔略多,通常略小,在放大镜下不可见;由内往外逐渐减小减少(半环孔材或散孔材);径列;轴向薄壁组织不见。木射线中至多;极细至甚细,在放大镜下不明显,比管孔小;径切面射线斑纹不见。

  3.2 微观构造 导管横切面为卵圆形及椭圆形,略具多角形轮廓;每mm2多数为20-30个;短径列复管孔及单独,偶见管孔团;径列;壁薄(3μm);大弦向直径126μm,多数80-105μm;导管分子长390-950μm;偶见侵填体,无螺纹加厚。单穿孔,卵圆或椭圆形,少见圆形;穿孔底壁微倾斜或倾斜。管间纹孔式互列,多角形,长径11-14μm;纹孔口内涵,圆形或卵圆形。木纤维壁薄,直径多数11-14μm;纹孔口内涵透镜形或圆形,多直列。木射线非叠生,每mm7-12根。射线组织同形单列,单列射线宽8-20μm;高2-37细胞(48-790μm),多数高10-20细胞(180-400μm)。射线细胞为卵圆形或椭圆形,未见树胶和晶体,端壁节状加厚及水平壁纹孔不明显或略明显。射线与导管间纹孔式单纹孔互列,多见于边缘数列细胞内。无胞间道。轴向薄壁组织量少;轮界状(通常宽1列细胞),稀星散状;薄壁细胞端壁节状加厚不明显或略明显;未见树胶及晶体。

4.滇杨(P. yunnanensis)

  4.1 宏观构造 心边材无区别。木材黄白色至黄褐角,心材部分木材易受菌害呈浅巧克力色;有光泽;无特殊气味和滋味。生长轮明显,宽度不均匀,轮间介以深色带;每cm1-2轮。管孔略多;略小,在放大镜下明显;大小略一致,分布较均匀(半环孔材至散孔材),靠近生长轮末较少较小;径列;侵填体未见。轴向薄壁组织不见。木射线中至多,极细至甚细,在放大镜下不明显;径切面上射线斑纹不见。无波痕及胞间道。

  4.2 微观构造 导管横切面为卵圆形或圆形,略具多角形轮廓;每mm235-55个;通常为短列复管孔)2-4个)及单独,稀为长径列复管孔(5-6个),偶见管孔团,径列;壁薄(3μm);大弦向直径102μm,多数60-90μm;导管分子长410-950μm,平均697μm;侵填体偶见,无螺纹加厚。单穿孔,卵圆、椭圆及圆形;穿孔底略倾斜至倾斜,管间纹孔式互列,卵圆形,长径11-14μm;纹孔口内涵,透镜形及椭圆形。木纤维壁薄;直径多数为15-25μm,长780-1760μm,平均1165μm;具缘纹孔数多,明显,圆形及卵圆形,直径3-4μm;纹孔口内涵,透镜形及椭圆形,直列。木射线非叠生,每mm8-13根。射线组织同形单列。单列射线宽10-20μm;高2-33细胞,多数高5-15细胞。射线细胞为卵圆形及椭圆形,树胶罕见,晶体未见,端壁节状加厚及水平壁纹孔多而明显。射线与导管间纹孔式为单纹孔,互列,几仅见于边缘数列细胞内。无胞间道。轴向薄壁组织量少,轮界状(通常宽1列细胞),稀星散状;薄壁细胞端壁节状加厚不明显或略明显;树胶及晶体未见。

5.加杨

  5.1 宏观构造 心边材区分不明显。木材乳白色;无光泽,无特殊气味和滋味;生长轮明显,不均匀或略均匀,年轮间介以深色细线,每cm2.4轮。管孔甚多略小,在放大镜下明显,单独或复管孔(2-8个以上),径列或斜列。管孔在年轮起始处比在年轮末端者略大(半环孔材或散孔材);侵填体少见,轴向薄壁组织不见。木射线一般略少,极细,在放大镜下可见;径切面上射线斑纹不明显,弦面无波痕,无树胶道。

  5.2 微观构造 导管横切面为卵圆形、椭圆形或多角形;壁薄,每mm245-71个,平均54个;大弦向直径88μm以上,多数为63μm,导管分子长389-666μm,多数在537μm左右;单穿孔,椭圆形;无螺纹加厚;管间纹孔式互列,形大、密集、圆形、卵圆形或椭圆形,纹孔口内涵, 透镜形。木纤维壁薄,常有胶质纤维,直径15-21μm,多数为18μm左右,长625-1472μm,平均1017μm。木射线非叠生,每mm 6-11根,平均约8根,射线组织同型单列,宽1列细胞(约12μm),高5-30个细胞,横卧射线细胞椭圆形或卵圆形;含树胶,晶体未见;端壁斜列或弯曲,节状加厚明显,数多。轴向薄壁组织数少,为轮界状,在晚材带边缘形成连续或不连续的细线。

二、杨树木材构造与木材性质的关系

1、杨树木材的多孔性

  (1)杨树木材的导管和纤维的细胞壁薄,致使木材的密度低,尤其是人工林杨树较天然杨树木材更为显著。
  (2)木材的多孔性,使木材受力后具有较好的回弹性,横纹受力后回弹性更为显著,因而杨树木材具有较好的减震性能。
  (3)杨树木材的多孔性,使防腐剂和药液容易侵入,对木材防腐、制浆、漂白都十分有利。但正因其多孔性,虫菌也易进入,使杨树木材易受菌虫害,腐朽变质。

2、杨属木材的变异性

    木材的变异性表现在种间、无性系间、株间、不同树龄、树干不同部位以及不同营林措施等多个层面。因而树木的良种选育和正确的营林措施对木材品质影响非常显著。

  (1)杨树种间和无性系间木材的变异

  不同种间变异,国内外都进行了很多研究。Chong.W.W.等人,在美国威斯康星州雷纳兰得林业试验站选择5260杨(P.tristis Fisch.×P.balsanifera L.cv.Tristis 1),5273杨 (P.deltoides Bartr),5326杨(P.× euramericana (Dode)Gruiner cv.eugenii),5339杨 (P.alba L.×grandidentata Michx.),5351杨(P.spp.),5337杨(P.×euramericana (Dode)Gruiner cv. Wisconsin-5)6个无性系,进行了纤维长度、细胞组织比量的研究。结果表明所选无性系之间和树干内部解剖性质的差异非常明显;中国林科院木材所柴修武等人对13个白杨无性系,进行了木材解剖、纤维形态、细胞次生壁的微纤丝角和纤维素的相对结晶度、化学成分、木材密度以及制浆等多项试验。其结果亦表明无性系间的差异很显著.中国科学院沈阳生态应用研究所曾其蕴等对河北毛白杨不同种或类型的木材纤维长度变异亦进行了研究,并得出相同的结论。

  (2)树干不同部位变异:包括树干上下方向(轴向方向)和树干内外方向(径向方向)两个方面的变异。这种变异变化规律并不一致,有的甚至得出相反的结论。但总的变异规律,从地径至树冠方向纤维逐渐变短或先增长而后变短,在一定的高度上从髓心向外到树皮,纤维长度随年轮增加而逐步增长,树木在幼林期纤维长度增长较快,到了成熟期纤维长度不再增长。有的树种一直具有缓慢增长趋势(表2-7)。

  (3)杨树木材的幼龄材与成熟材:杨树生长形成的从髓心至树皮年轮间的差异,在一定范围内又存在着相对的统一。树木成熟后,接近髓心部分的年轮与靠近树干外部年轮的木材特征有显著差别,靠髓心为幼龄材,靠外部为成熟材。幼龄材,木材密度小,纤维短,抽提物含量高,pH高,干裂、变形严重,含水率高,强度低,刚度差,而成熟材则相反。杨树幼龄材与成熟材的划,人工林一般以15年为界。

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