杉木心材挥发性物质构成的影响因素及挥发性物质中发香物质种类的识别

以采自福建省南平市、浙江省衢州市开化县、广西壮族自治区柳州市融安县的杉木(Cunninghamia lanceolata（Lamb.） Hook.)木材为试材,应用静态顶空-气相色谱-质谱联用技术（HS-GC-MS）、固态微萃取前处理结合气相色谱-质谱-嗅闻联用技术（GC-MS-O）,分析杉木心材中挥发性成分及其中气味物质种类,筛选对杉木中挥发性成分的影响因素以及杉木中具体的发香物质。结果表明：木材取样高度、产地、树龄明显影响杉木心材中部分挥发性成分的相对量,但不同条件下杉木心材中挥发性物质种类基本一致。随树龄增加,杉木心材挥发物中骨架碳数为10的单萜、酚类及酯类物质和部分倍半萜及二萜类物质的相对量上升。杉木心材中可鉴别出的发香成分有16种,低温下易被感知的气味物质主要是分子骨架为10个碳原子的含氧单萜化合物和15个碳原子的非含氧倍半萜物质。分子式为C₁₅H₂₆O的倍半萜成分逸出温度较高,且对杉木心材气味也有较大的影响。     

玉米果穗挥发物组成及其对亚洲玉米螟的电生理活性

为了研究玉米果穗不同部位挥发物成分的差异及挥发物对亚洲玉米螟的电生理活性,采用顶空吸附法和气相色谱—质谱联用仪(GC-MS)提取并分析了玉米果穗不同部位(玉米须、玉米苞叶、玉米雌穗)挥发物,并通过触角电位技术测定了亚洲玉米螟对其中16种挥发物的电生理反应。结果表明,玉米果穗不同部位挥发物成分存在差异,玉米须、玉米苞叶、玉米雌穗分别有37、39和41种化合物,其中有22种化合物共同存在于3个部位,分别有8、9和5种化合物为玉米须、玉米苞叶和玉米雌穗中特有。玉米不同部位挥发物种类主要包括绿叶气味、芳香族化合物、萜类和脂肪族化合物(醛类、酮类、醇类、酯类和烃类),这些化合物的含量在玉米果穗不同部位之间存在着差异,均以萜类化合物的含量最高。亚洲玉米螟未交配雌雄蛾对测定的16种挥发物均可产生EAG反应,表现出醇类和酯类化合物醛类(癸醛除外)和绿叶气味化合物萜类和烃类化合物的总体反应趋势,未交配雄蛾的EAG反应值均显著高于未交配雌蛾,其中未交配雄蛾对2-庚醇的EAG反应相对值最大(168.20±17.54)%。本研究结果为进一步探明植物挥发物对亚洲玉米螟的行为影响奠定了基础。     

华山松冬季挥发物检测分析

采用动态顶空采样法采集华山松(胸径15~20 cm)冬季挥发物,用ATD-GC/MS法分析挥发物成分,并对单萜类化合物的释放量进行定量分析。结果表明:华山松冬季挥发物中共检测鉴定出9类105种化合物,主要成分39种,其中烯烃最多,达20种;且烯烃相对浓度达到92.12%,主要成分为单萜(1R)-(+)-α蒎烯、α-蒎烯、莰烯、左旋-β-蒎烯、β-蒎烯、月桂烯、D-柠檬烯、萜品油烯。华山松冬季挥发物中单萜类化合物释放总量达到0.68μg·g-1·h-1,其中释放量最大的为D-柠檬烯。因单萜类物质具杀菌抑菌等保健作用,所以华山松挥发物在冬季对生态环境有较大贡献。     

基于GC-MS的福建柏萜类挥发物及其器官差异分析

为探究福建柏萜类挥发物成分组成及其在不同器官间的差异,采用气相色谱—质谱联用(GC-MS)技术,对福建柏鳞叶、树皮、根进行分析鉴定,结果表明:共检测出45种萜类挥发物,分成五大类,包括10种单萜烯、10种单萜类衍生物、17种倍半萜、6种倍半萜类衍生物、2种二萜类衍生物;其中α-蒎烯、γ-杜松烯、δ-杜松烯、长叶烯、顺式菖蒲烯和柠檬烯是福建柏萜类挥发物中的主要物质,在福建柏树皮中萜类挥发物的总量多、种类丰富.器官间差异萜类挥发物的分析结果显示,柠檬烯、β-蒎烯、长叶烯、α-蒎烯和双环水芹烯这5种物质在福建柏不同器官间的差异较大且含量较高,对进一步分析福建柏萜类物质的合成与转运机制具有重要意义.     

3种百合科植物挥发物成分分析

为了探究百合科Liliaceae植物挥发物（VOCs）成分组成，采用活体植物动态顶空套袋采集法收集吊兰Chlorophytum comosum，一叶兰Aspidistra elatior和文竹Asparagus plumosus 3种百合科植物VOCs，利用热脱附-气相色谱/质谱联用法分析了这3种植物VOCs的主要成分。结果表明：吊兰释放34种VOCs，包含萜类、酯类、醇类、醛类、酸类等5类化合物，其中二氢香茅醇相对含量最高（28.79 %）；一叶兰释放VOCs共鉴定出25种，包含醛类、酯类、醇类、萜类、酮类、烃类等6类化合物，其中壬醛（相对含量为12.12%）为其主要成分；文竹释放出38种VOCS，包含萜类醛类、酯类、醇类、醛类等4种化合物，主成分为牻牛儿醇（相对含量为27.90%）。3种百合科植物挥发物中都含有萜类化合物、醇类化合物、醛类化合物、酯类化合物。研究结果为百合科植物的综合开发利用提供了理论依据。图2表1参21     

欧李果实发育期内挥发性成分变化特征

【目的】研究欧李果实发育过程中的挥发性成分与含量变化,揭示果实香气的香型转化特征,明确参与挥发物合成的主要代谢途径,为探讨果实香气代谢机制及品质育种提供数据支持。【方法】以‘燕山1号’欧李为试材,采用顶空固相微萃取-气相色谱仪-质谱联用技术（HS-SPME-GC-MS）,自坐果25 d开始,每隔10 d对果实挥发性成分进行测定。利用解卷积系统（AMDIS）与NIST11质谱库以及保留指数（RI）对挥发性成分进行鉴定,内标法确定挥发物含量,进一步明确果实香气品质与香型转化特征以及不同挥发物类型合成的主要代谢途径。【结果】发育期内共检测到140种挥发物,幼果期明显多于其他时期,成分复杂;绿果期挥发物生成速率显著升高,含量增加。酯、萜类是主要挥发物类型,含量占90%以上。青香型挥发物在幼果期至着色期内含量丰富,商熟期内显著降低;果香型挥发物自商熟期逐渐增加,花香型挥发物在完熟期内显著增加。OAVs表明幼果期至绿熟期花香强度高,是主要香气特征,着色期开始果香强度随发育期逐渐增加,完熟期后果香与花香强度接近,是成熟果实的典型香气特征。幼果期挥发物代谢途径复杂,产生的挥发物类型丰富,其中参与萜类合成主要为MEP和MVP代谢途径,参与醛、醇、酯类合成主要为脂肪族和氨基酸代谢途径;绿熟期至商熟期萜类物质代谢程度与参与酯类合成的氨基酸代谢程度明显降低,不饱和脂肪酸代谢程度明显增加;完熟期不饱和脂肪酸代谢活跃度降低,参与酯类合成的饱和脂肪酸和氨基酸代谢途径以及参与单萜合成的脂肪酸β-氧化途径与脱辅基类胡萝卜素裂解途径增强,形成了大量支链酯类和芳香酯类以及环状单萜,对于典型成熟果实香气的形成具有重要作用。【结论】欧李果实发育过程挥发物变化明显,合成代谢途径具有明显更替。发育早期产生的挥发物有助于果实发育和环境适应;绿熟期以不饱和脂肪酸为底物的己酯、己烯酯类合成途径明显加强,挥发物逐渐积累;着色期果实快速生长,挥发物合成具有滞后性,代谢途径明显转化;完熟期参与支链酯、芳香酯、环状单萜的合成代谢途径明显增强,与成熟果实香气明显相关。典型果实香气主要形成于完熟期,稍晚于生理成熟期,适当延迟采收有助于果实芳香品质的形成与保留。     

核桃植株挥发性气体化学成分分析

对植物活体采用动态顶空套袋采集法以及热脱附、GC-MS等措施,成功地采集和分析了核桃在自然状态下的气体挥发物成分,共确定出47种化合物,占总检出量的98.6%,其中主要成分(依据相对含量)为萜烯类(79.23%)、烃类(8.85%)、和酯(7.47%)类化合物。其中主要成分中包括了柠檬烯这种具有化感潜力的物质,因此核桃气体挥发物也具有化感作用潜力。     

黑壳楠木材构造特征及挥发性有机物成分

以四川省雅安市黑壳楠Lindera megaphylla活立木为研究对象,通过观察黑壳楠木材的宏微观构造特征,测量和分析导管、木纤维、木射线、轴向薄壁细胞的形态参数及其组织比量,同时采用气相色谱-质谱联用(GC-MS)技术分析黑壳楠木材挥发性有机物成分的主要组分,探究其木材构造特征并分析挥发性化学成分。结果表明:黑壳楠木材构造特征为散孔材,管孔数少,导管长度属于中级别,木纤维长度中,多列射线宽度细至中,轴向薄壁组织量少。木纤维、木射线、导管、轴向薄壁组织的组织比量分别为52.7%, 24.6%, 13.2%, 9.5%。共分离出黑壳楠木材挥发性有机物成分39个峰,鉴定出23种化合物,占总成分的87.11%,主要为烃类化合物及其含氧衍生物。黑壳楠木材挥发性有机物成分中相对含量超过1%的成分共有13种,占总峰面积的80.22%。黑壳楠木材挥发性有机物成分含18种萜类化合物,均为倍半萜化合物,累计相对含量高达58.63%。得出以下结论:实验所得黑壳楠木材构造特征可作为其区分于其他木种的重要理论依据之一;黑壳楠木材具有较高的医药利用价值,同时在芳香理疗产品的应用方面具有极大的潜力。     

桃蛀果蛾2种寄主的挥发物鉴别

桃蛀果蛾(Carposina niponensis)广泛分布于我国北方果区,主要为害苹果、枣、桃、梨、杏、海棠等。采用固相微萃取(SPEM)和GC-MS分析了桃蛀果蛾不同寄主(枣、杏)挥发物成分。结果表明,2种寄主植物的挥发物成分种类差异较大,分别为37,18种;其中,枣挥发物成分以萜类和酯类化合物为主,分别占挥发物总成分的19.60%和58.45%;杏挥发物成分主要是酯类,占挥发物总成分的70.51%。研究结果为探讨桃蛀果蛾与寄主植物的化学通讯奠定科学基础。     

亚美马褂木及其亲本木材构造特征与气相色谱-质谱分析

通过对亚美马褂木、北美鹅掌楸和中国马褂木的木材微观构造特征和挥发性成分的对比分析，归纳总结3种木材的区别，以期为亚美马褂木木材的利用和识别提供科学依据。木材微观构造研究表明，3种木材有着相似的木材基础构造特征，但在纹孔和导管形态方面稍有不同；通过木材横切面对3种木材进行辨别效果最好。木材挥发物化学成分使用固相物微萃取和气相色谱-质谱(GC-MS)技术进行分析，结果表明，3种木材总离子流图高度相似，显著峰的保留时间接近，但丰度差异较大；主要挥发性成分为烷烃和烯烃类；有11种共同存在的化合物，其中罗汉柏烯、八甲基环四硅氧烷等化合物相对质量分数差异较大；十三烷、十四烷等挥发性成分仅存在于1种或2种木材样品中，可作为木材识别的特征化学物质。     

福建省杉木人工林材性产区效应的研究 Ⅱ.木材力学性质

通过对福建省不同产区杉木人工林木材力学性质的测定和分析, 结果表明： 杉木人工林木材力学性质的产区间效应大于产区内效应, 产区间木材力学性质差异极显著, 产区内除端面硬度和径面硬度外的其它力学强度指标差异不显著; 一般产区杉木人工林木材各项力学强度较中心产区和边缘产区的稍高, 中心产区和边缘产区的杉木人工林木材各项力学强度相近     

2022 年 1 期目录

  目的  准确预测林木的生存和枯损是森林生长收获模型系统中十分重要的组成部分。构建基于混合效应模型和生存分析方法相结合的林木生存模型，能够提高林木枯损模型的精度。   方法  以吉林省汪清林业局20块落叶松云冷杉林样地数据为例，基于生存分析方法中常用的6个时间参数分布回归模型（指数分布、Weibull分布、对数正态分布、对数Logistic分布、Gompertz分布及Gamma分布），把林分因子和立地因子作为协变量加入到模型中去，构建林木生存模型。并在此基础上考虑样地的随机效应，并与传统模型的模拟效果进行比较。  结果  研究结果表明，随着单木初始胸径的增加，其枯损的风险降低，生存率提高；随着单木大于对象木断面积值的增加，其枯损的风险增加，生存率降低；随着林分密度的增加，林木枯损的概率增加，生存率降低；立地因子对林木的生存没有显著影响；6个参数分布回归模型中，Weibull分布的模拟精度最高。与固定效应模型相比，Weibull分布模型在考虑样地水平随机效应后，模型的模拟精度获得明显的提高，并且达到极显著程度。  结论  在森林经营中，要提高林木的生存率，需采取科学合理的经营方法和经营时间，避免使林分的密度过大。      

水温对杉木压缩木吸水厚度膨胀率的影响

测定和分析了杉木压缩木在不同水温、不同时段的径向和弦向吸水厚度膨胀率 结果表明,不同条件下,径向和弦向吸水厚度膨胀率随时间变化的速度和幅度不同,达到径向和弦向最大吸水厚度膨胀率的时间也不同 该研究结果为杉木压缩木的生产和利用提供了科学的理论依据     

硅镁凝胶强化人工林杉木的制备工艺优化及性能研究

  目的   为有效提升人工林杉木物理力学性能,以无机硅酸钠（Na₂SiO₃）溶液为浸渍改性剂,硫酸镁（MgSO₄）溶液为固化剂,采用真空–加压循环浸渍方法制备硅镁凝胶改性杉木,探究硫酸镁的添加量和不同浸渍工艺对改性杉木浸渍效果和性能的影响,并优化浸渍工艺为硅镁凝胶改性杉木的规模生产提供理论依据。   方法  通过单因素试验探讨硫酸镁和硅酸钠的摩尔比、浸渍时间、浸渍压力与负/正压时间比4个因素对杉木试件改性效果的影响,在此基础上设计L₉(34)正交试验优化浸渍工艺参数。由最佳工艺制得硅镁凝胶改性杉木与硅酸钠改性杉木,考察其质量增加率、顺纹抗压强度、硬度、吸水率、抗流失率、耐热性等性能和微观形貌表征,对比两种改性杉木之间及与未处理杉木的差异。  结果  综合单因素和正交试验结果得到:以硫酸镁和硅酸钠的摩尔比为1∶2的MgSO₄溶液和Na₂SiO₃溶液改性杉木,浸渍时间2 h、浸渍压力0.3 MPa和负/正压时间比2∶1的条件下制得的硅镁凝胶改性杉木性能最佳。对比未处理杉木,硅镁凝胶改性杉木的抗压强度、端面硬度、弦切面硬度和径切面硬度分别提升81.1%、73.1%、52.6%和37.2%,吸水率由129.3%降至73.3%。SEM结果显示硅镁凝胶改性杉木中硫酸镁成功浸入杉木管胞与硅酸钠反应并将其固化,导致其沉积物形貌不同,相比硅酸钠改性杉木其抗流失性提升了22.1%。TGA曲线中硅镁凝胶改性杉木的质量损失速率显著降低,由于无机组分的浸入,残余质量提升了27.09%。  结论  杉木经硅镁凝胶改性后,密度和强度增加,耐水性能改善,硬度、抗流失性及热稳定性显著提高,较硅酸钠改性杉木更具性能和应用方面的优势。      

柠檬酸预处理杉木压缩变形固定及性能

  目的  为提高速度材杉木利用价值，探究柠檬酸预处理和热压缩处理对杉木压缩变形的影响，从而改善其密度低、尺寸稳定性差和力学性能不佳等缺点。  方法  采用柠檬酸预处理和热压缩，通过调控柠檬酸质量分数和热压温度制备杉木压缩材，并测定压缩材的吸水回复率和吸湿回复率。采用应力松弛测试和傅里叶红外光谱探究柠檬酸预处理杉木压缩材的变形固定机理，并表征杉木压缩材的物理力学性能。  结果  柠檬酸预处理杉木压缩材吸水回复率随着柠檬酸溶液质量分数的增加先减小后略微增加，随着热压温度的升高而降低，且吸水和吸湿回复率最低分别为10.78%和1.38%。柠檬酸预处理过程杉木细胞壁组分产生微量降解，切断杉木细胞壁组分之间少部分连接而释放压缩过程产生的内应力。此外，柠檬酸可能与杉木中的少部分游离羟基酯化反应形成交联网络。在热压过程中，填充在木材细胞壁间隙中的柠檬酸酯化生成的聚合物在高温下发生软化并流动，促进了木材内应力的释放，最终固定杉木压缩材形变。杉木压缩材的密度随压缩率的增大而增大，并在压缩率为50%时达到最大值0.717 g/cm3，相较于未处理材密度提高了94.8%，同时其抗弯强度提高了70.6%，抗弯弹性模量提高了278.2%，硬度整体提高了52.5%。  结论  柠檬酸预处理能够较好地实现杉木压缩材的变形固定，杉木压缩材的物理力学性能得到显著提升，本研究结果可为速生材杉木高值化利用提供理论支撑与技术参考。      

杉木大径材密度控制连续状态的动态规划

收集杉木大径材林分的标准地资料 ,应用连续状态的动态规划方法建立了可变间伐间隔期的杉木大径材林分密度决策模型 ,为杉木大径材培育提供理论参考     

ACQ-D处理后杉木的拉应力松弛

该研究测定和分析了未处理杉木和经过不同浓度的胺溶季胺铜D型（ACQ-D）木材防腐剂处理的杉木试材,在不同含水率状态下的拉应力松弛（以下简称应力松弛）曲线。结果表明:①在绝干状态下,低保持量（1和3 kg/cm3）的ACQ-D处理材与未处理材的应力松弛曲线接近,而高保持量（5 kg/cm3）的ACQ-D处理材的应力松弛量则小于未处理材;在气干状态下,ACQ-D处理材的应力松弛量都低于未处理材,其中高保持量处理材的应力松弛量又大于低保持量处理材;在湿润状态下,未处理材和不同ACQ-D保持量处理材的应力松弛曲线比较接近,都呈迅速下降的趋势。②含水率对未处理材和ACQ-D处理材的应力松弛影响很大,比较相同ACQ-D保持量的试材在不同含水率状态下的应力松弛曲线可知,气干状态试材的应力松弛量较小,湿润状态试材的应力松弛最明显,绝干状态试材的应力松弛接近于湿润状态试材。      

人工林杉木材性变异规律

通过对人工林杉木的管胞长,微纤丝角,密度,生长轮宽和晚材率的测定并根据各项指标的径向和纵向的变异情况,系统综合地分析和研究了人工林杉木材质的变异规律以及主要特征参数之间的关系,同时建立了与各项指标的径向变异具有主好相关关系的回归方程,为人工林杉木的定向培育和材质改良提供了重要的科学依据。     

人工杉木林木材制浆性能的变异

在试验分析基础上，探讨了不同树龄、立地条件和林分密度下人工杉木林木材制浆性能的变异规律．结果表明：影响人工杉木林制浆性能的主导因子是树龄，其次是立地条件，林分密度影响最小．研究结果为杉木作为造纸材的定向培育提供了重要依据．     

梳解前后小径杉木细胞的微观形态及力学性能

研究了饱和水状态下小径杉木Cunninghamia lanceolata在不同条件静压或梳解前后木材横截面上细胞的微观形态与木束条顺纹抗拉强度,并进行了对比试验,得出小径杉木较佳的静压梳解力学性能参数.结果表明:经静压实验得出不同径级的杉木在饱水状态下较佳的压缩率在50%左右;不同定压力或定压缩率2种静压试验后所得的木材细胞微观形态基本相同,横截面的开裂和破坏情况也基本相同.采用不同径向压力静压后的杉木管胞破坏程度不同,当压缩率大于30%,杉木部分管胞开始皱折,并随着压力的增大而增加;当压缩率超过50%后,随着压力增大,大部分管胞发生皱折,甚至压溃,但超过了该值管胞破坏程度减慢,并且在横切面上仍然能够看到管孔存在.在同一压缩率下,径级小的杉木所需的单位压力较大.拉伸试验可知经静压梳解后的木束条顺纹抗拉强度随静压压力加大而降低.图3表1参8