竹材纹孔结构及表征方法研究进展

竹子是世界上生长最快的植物之一,竹秆节间组织由轴向系统的细胞组成,细胞壁上的纹孔结构是节间组织至关重要的物理通道。竹材纹孔既是竹子生长发育时期的物质运输路径,也是竹材加工利用过程中的关键影响因子,因而对竹材纹孔进行深入系统的研究具有非常重要的意义。目前对于竹材纹孔的结构和功能等相关研究很少,相比木材纹孔的研究状况而言,竹材纹孔研究显得较薄弱。笔者在综述竹材纹孔生物形成、基本结构和化学组成以及类型等主要特征的基础上,总结了竹材自身特性以及物理、化学和生物类处理手段对纹孔结构的影响,并对纹孔研究方法和创新方向进行了归纳,分析了竹材纹孔研究中存在的问题和未来的发展前景,以期为解析竹子生理生态功能和实现竹类资源高效利用提供参考。     

竹材细胞壁水分研究进展

水分是植物材料不可分割的部分,与细胞壁材性紧密相关。研究水分与细胞壁之间的规律性,对细胞壁材料认知和高效利用意义重大。以竹材细胞壁水分为研究对象,综述了竹材纤维饱和点,不同尺度细胞壁水分特点、类型、作用机制,以及细胞壁水分的测试设备、测试方法等方面研究成果,分析了宏观尺度下吸湿解吸及滞后过程,阐明了竹材细胞壁水分变化特征,提出了竹材纤维饱和点研究的不统一性。针对竹材细胞壁水分分布、存在位置、变化规律以及与细胞壁的相互作用机制尚存在许多疑问,相关研究结论缺乏,期望加强基础研究,利用现有高新技术和先进研究方法,加大投入研究力量,为竹材细胞壁干缩湿胀、干燥基准、防霉防腐、耐久性等提供科学依据,推动竹材基础和应用研究的发展进程。     

我国竹材工业的发展展望

分析了竹材工业利用的现状,认为竹材利用率和利用效率低,加工效率不高,应用面窄是竹材加工利用的主要问题;提出了合理开发利用竹材资源必须进一步转变观念,解决竹材低毒长效防护、竹薄片贴面等关键技术,研制开发新型竹高效加工设备,研究丛生竹等资源的工业利用方法,开发竹产品的新用途等等。     

不同生长期毛竹材细胞壁力学性能与微纤丝角

【目的】以不同生长期的毛竹材纤维细胞壁为研究重点,在纳米尺度下分别表征不同竹龄毛竹材纤维细胞壁的结构特征和力学性能,阐明成熟毛竹材纤维细胞壁的结构特征和力学性能与幼龄竹和过熟竹的差异,为竹材的科学采伐和竹材分级、改性及重组研究与合理利用提供理论依据。【方法】采用滑走显微制片法观察毛竹材横切面显微结构并精准确定其纳米压痕测试部位,应用纳米压痕技术结合非包埋制样法对0.5年幼龄毛竹、4.5年成熟毛竹和10.5年过熟毛竹材纤维细胞壁力学性能进行研究;利用广角X-射线散射法结合高斯拟合算法对不同竹龄毛竹材纤维细胞壁的微纤丝角进行测算。【结果】毛竹材竹肉横切面显微结构表明,毛竹主要由薄壁组织细胞和维管束组成,维管束由导管和包裹着导管周围的厚壁纤维细胞组成;对其厚壁纤维细胞壁的纳米压痕测试结果表明,3个生长发育期的毛竹材细胞壁力学性能指标有较大不同,其中0.5年幼龄毛竹材的细胞壁弹性模量和硬度最小,分别为10.7 GPa和0.358 GPa,4.5年成熟毛竹材的细胞壁弹性模量和硬度均为最大,分别为19.6 GPa和0.498 GPa,10.5年过熟毛竹材的细胞壁硬度和弹性模量居二者之间,分别为17.6 GPa和0.445 GPa;微纤丝角测试结果同样表明不同生长发育期毛竹材细胞壁的微纤丝角不同,其中0.5年幼龄毛竹材微纤丝角最大,为13.5°,4.5年成熟毛竹材微纤丝角度最小,为8.43°,而10.5年过熟毛竹材微纤丝角介于二者之间,为11.9°。【结论】生长期对毛竹材纤维细胞壁力学性能和微纤丝排列均有影响,幼龄毛竹材纤维细胞壁力学性能与成熟毛竹材纤维细胞壁力学性能有较大差别,随着竹龄增大达到成熟期时,毛竹材纤维细胞壁力学性能达到最大,但毛竹材并不是生长期越长其细胞壁力学性能越好,而是随着竹材老化其力学性能呈下降状态。处于成熟期的毛竹材其纤维细胞壁微纤丝排列与主轴的夹角呈较小状态,也决定了其具有较优的力学性能。依据3个竹龄毛竹材纤维细胞壁力学性能和微纤丝角测量结果,本研究在细胞壁水平阐明了毛竹材在成熟期时其微观力学性能优于幼龄毛竹材和过熟毛竹材。     

建立国家竹材仓储机制

竹类植物生长速度快,一次种植,永续利用,资源丰富,种类繁多。竹材轻质高强、柔韧性好,是国民经济建设的基本生产资料,在建筑、家居、造纸、工艺美术、化工等领域广泛应用。对竹林中的成熟竹材及时采伐,有效利用,多余竹材实时仓储,是减少资源浪费、保障我国木材安全的有效途径,是脱贫致富、保富增收的有效措施。本文综述了建国以来木竹材资源发展历程、国家木材储备变化情况,提出建立竹材仓储机制的重要意义、重要作用和保障措施,阐述了建立竹材仓储机制与竹林可持续经营、可持续利用、林产品市场调控、大气减排之间的协同关系,以及对竹产业一、二、三产融合发展、规范竹产业运营体系的重要作用,仓储机制的运行是践行"绿水青山就是金山银山"的有力措施。     

AFM技术观察慈竹纤维和薄壁细胞断面微纤丝聚集体特征

【目的】利用原子力显微镜(AFM)研究竹材纤维细胞和薄壁细胞纤维素微纤丝聚集体的分布规律,为竹纤维及竹材的加工利用提供理论支持。【方法】通过对脱木素处理的竹材进行树脂包埋及钻石刀修块抛光,制备出可以在AFM下进行表征的样品,利用AFM的Tapping模式对竹材纤维细胞和薄壁细胞中纤维素微纤丝聚集体进行观察。【结果】通过AFM对处理的样品进行定位扫描可以得到高度图和相图,一个维管束内不同位置纤维细胞的高度图和相图都显示出多层结构,且细胞壁层数及各壁层厚度因细胞在竹材中所处位置不同而改变;一个维管束内不同位置细胞壁的相图显示高亮度的物质分布密度不同,从细胞壁内侧到细胞壁外侧都呈不均匀分布,且各壁层相邻的位置处高亮度的物质比较密集;一个竹纤维细胞壁的相图中显示各层高亮度物质大小差异不大,而一个竹薄壁细胞壁中各层高亮度物质差异比较大。【结论】利用AFM的Tapping模式对竹材细胞壁进行观察,需要对样品进行适当处理,不仅操作相对同分辨率的手段简单,而且还可以进行定位观察,除了能够获得传统手段得到的细胞壁多壁层结构外,还能获得纤维素微纤丝聚集体的分布,是一种便捷、有效的手段;竹纤维细胞和竹薄壁细胞中纤维素微纤丝聚集体在其胞壁的横截面上都呈随机的无序排列;纤维素微纤丝聚集体在一个细胞壁各层内的分布密度不同,并且在壁层与壁层相邻的位置密度明显大于壁层内的密度,这一现象在薄壁细胞内表现得更明显;纤维素微纤丝聚集体的尺寸在一个纤维细胞各壁层内差异不大,但在薄壁细胞中差异较大。     

福建省三明市竹资源高效利用技术现状及产业发展对策

本文阐述了福建省三明市竹材资源高效利用技术现状,分析了存在的问题,并从自主创新、循环利用、定向培育、品牌建设等层面提出了产业发展对策.笔者认为:应着力加强竹材资源高效利用技术的开发与研究,提升竹产业的加工装备水平和工艺技术水平以提高竹材综合利用率和产品的科技含量,增强企业的市场竞争力和经济效益;加大政策和资金扶持力度,推进产学研的通力合作,建立集约经营的竹材加工工业原料林基地.     

重组竹产业化发展可行性分析

综述我国重组竹研究的进展,从资源、技术、市场、投资效益等方面探讨了重组竹产业化发展的可行性.指出重组竹的开发,可改变目前竹材胶合板生产以大径毛竹为原料、竹材利用率低的现状,有效节约资源,并为小径竹、竹材加工下脚料的高效工业化利用,开辟一条新的途径,具有较好的投资价值.     

圆竹标准材产业化发展路径

随着竹材应用领域的不断扩大,市场对圆竹材的需求逐年增加,然而较落后的竹材加工方式已成为制约竹材规模化、工业化利用的瓶颈,产业化发展圆竹标准材迫在眉睫。文章在结合中国竹资源分布特点和对圆竹材产业调研的基础上,系统分析了圆竹标准材制备、仓储体系构建、模块化构件加工及工程应用等环节的发展现状。文章认为,目前不完备的圆竹标准材生产和加工体系,制约了其产业链中上游资源的高效利用和下游产品的开发应用,应依据中国竹种的分布特点,规划实施圆竹材储备工程,建立圆竹标准材工业收储体系,推广圆竹标准材模块化应用,以加快圆竹标准材产业化发展。     

竹剩余物资源化利用研究现状与展望

竹材在利用过程中能产生60％～70％的剩余物,但未得到合理利用,造成严重的资源浪费和环境污染,将竹剩余物进行资源化利用可以提高竹材利用率和附加值.文中从竹剩余物的综合利用角度出发,综述了利用竹加工剩余物制造竹材人造板、竹塑复合材、竹炭、竹醋液、生物质能源、竹提取物等多种竹产品的研究现状,重点介绍竹剩余物资源化利用的研究...     

竹类植物茎秆生长发育研究进展

竹子集经济、生态、文化价值于一身,是最具开发潜力的绿色植物资源之一,其茎秆是最具开发利用价值的部分。文中概述了竹类植物由笋到茎秆的生长发育研究进展,包括生长规律、形态解剖结构、激素和生理生化、分子生物学等4个方面。文中在分析和综述的基础上,指出竹类植物茎秆生长发育研究尚比较薄弱,认为培育符合工业化利用要求和具有高观赏价值的竹子新品种是今后的主要研究方向和重点;提出了除常规的培育和经营措施外,分子辅助育种和基因工程育种将是实现高产、优质、抗逆等竹子新品种培育的重要手段,是提高竹子工业化利用效率、实现竹产业可持续发展的重要途径。     

竹类解剖特性研究现状及展望

概述了竹类资源天然分布及其利用状况，从竹类的秆部，叶片、花、果实、地下茎和根的组织结构入手，综述了竹类解剖特性研究的历史和进展，并提出了今后的研究和发展趋势，旨在为竹类解剖学和其它学科的深入研究提供理论参考。     

竹类植物遗传改良研究进展

竹子是森林资源的重要组成部分,由于其本身所具有的特殊性和产生的巨大经济效益,其研究愈来愈受到重视。目前在竹子分类、生长、繁殖、形态结构、竹材理化性质和加工利用等方面的研究已取得很多成果并得到推广,在竹子遗传改良方面的研究也取得了一定进展。本文从竹类植物的种质资源收集、良种繁育、细胞生物工程、分子生物学等方面系统综述了近几十年来国内外竹子遗传改良的研究现状,试提出竹类植物遗传改良研究中应重点加强的几个方面工作。     

浙西竹类资源调查研究

对浙西竹类资源调查研究结果表明：浙西有竹林面积125．55万hm2,竹种资源有11属,47种、3变种5变型,将为该地区的竹类资源开发利用提供依据。     

竹材酚醇液化及其应用研究进展

竹材酚醇液化是竹材综合利用的有效方法之一,通过溶剂反应破坏竹材纤维素的结晶结构、半纤维素和木质素高分子结构,使其分子链断裂,降解成带有反应活性的羟基化合物,可以用于制作胶黏剂、发泡材料和碳纤维等。文章分析了竹材液化原理、酚醇液化技术,以及竹材酚醇液化产物的应用研究现状,认为该领域今后需要加强基础理论和预处理技术的研究,尽快制定相关产品标准,实现竹材资源的高利用率和高附加值。     

竹林复合经营研究和发展现状

竹林复合经营是适应我国竹产业发展中满足竹资源产品多元化需求的重要发展方向之一,旨在提高竹林及林地空间资源利用率,从追求竹材、竹笋等单一的竹林产品逐步转向多元化产品产出,实现竹林经济效益与生态功能协同发展。文中综述了当前国内外竹林复合经营研究和发展现状,分析了现有经营模式及存在的问题,在此基础上指明要加强竹林林下野生动植物资源开发利用,研究套种物种间互作关系,优化竹林复合经营技术模式与综合评价,培育健康的产业发展模式等今后研究重点和应用方向。     

云南德宏竹类资源的传统利用和管理

德宏拥有丰富的竹类资源和多样的民族文化。竹类资源是影响当地居民生产生活的最重要的植物资源之一,已经融入了当地人的衣食住行中。德宏各民族在长期的生产实践中,对竹类资源的利用和管理积累了丰富的经验,形成了独特的民族竹文化。应用民族植物学的理论和研究方法,研究了德宏原住民对竹类资源的传统利用和管理,并就德宏天然竹林资源德保护与可持续利用提出了建议。     

竹子内生菌多样性与功能研究

植物内生菌多样性受宿主植物、外界环境及宿主与环境之间相互选择、相互适应的协同作用影响,在植物生长发育过程中起十分重要的作用。我国竹类资源丰富,竹子内生菌是在竹林生态系统开发利用过程中最珍贵的资源之一。挖掘竹类内生菌资源并应用于竹林培育和药物开发有助于提高我国竹产业生产经营水平,并推动林业可持续发展。文中综述了竹子内生菌资源及其生物学作用的研究概况,总结和概述了竹子内生菌种类、多样性及作用等方面的研究进展,以期为竹子内生菌开发与利用提供参考。