化学处理木材的动态粘弹性研究

为了弄清楚不同化学试剂处理引起木材内部分子构造的变化及其分子的运动状态,该研究针对杉木试材,采用动态粘弹性分析仪,测定了含水率在纤维饱和点状态下脱木素处理木材、DMSO处理木材和非晶化处理木材以及素材,在-100～10℃、0.5～10 Hz的动态粘弹性.研究结果表明:①在-100～10℃范围内观察到两个松弛过程,-30℃附近的α松弛过程和-100℃附近的β松弛过程;②频率越高,损耗模量峰值对应的温度越高,贮存模量随着温度的升高而降低;③α松弛过程中非晶化处理木材的活化能最高,DMSO处理木材次之,脱木素处理木材与素材接近;④木材发生α松弛过程的主要原因是吸着水分子的回转取向运动,发生β松弛过程的主要原因是无定形区细胞壁物质中的伯醇羟基基团的运动.      

木材动态粘弹性的含水率依存性

该文研究了不同含水率平衡态下杉木人工林木材的动态粘弹性质.测定的温度范围为-120~40℃,频率范围为0·5~10Hz.结果表明:①随着含水率增加,木材的贮存模量随温度升高而降低的程度增大.②在测定温度范围内观察到两个力学松弛过程,较高温度域的α力学松弛过程是由低分子量的半纤维素发生玻璃化转变引起的;低温域的β力学松弛过程是基于木材细胞壁无定型区中伯醇羟基的回转取向运动与吸着水分子的回转取向运动两者叠加而成.③力学松弛过程的损耗峰温度随着含水率的增加而降低,随着测量频率的增加而向高温方向移动.④力学松弛过程的表观活化能随着含水率的增加而减小.     

落叶松、杨木热处理材及压缩材热动态力学特性分析

对落叶松、杨木未压缩材和压缩材进行高温热处理,利用DMA-242型热分析仪对处理后的压缩材和未压缩材进行热动态力学分析,并与其各自素材进行对比。通过分析模量、损耗角正切等热动态力学参数的变化规律,及热处理时间对压缩材和未压缩材中半纤维素、木质素等木材组成物质的影响,探讨其变化趋势和在变形固定中的内在作用机理。结果表明,在玻璃态区域损耗模量和损耗角正切随热处理时间延长而呈递减的趋势(尺寸稳定性和压缩变形固定效果增强),压缩材中热处理24h者玻璃化转变起始温度大幅降低,即木质素大量低分子化木材蠕变恢复丧失而形成压缩材变形固定。     

大断面欧洲赤松的真空变定—高频干燥

对大断面欧洲赤松(Pinus sylvestris)进行真空变定/真空高频干燥及高温变定/高温干燥,对比研究木材表面变定对干燥材含水率分布、颜色变化及开裂的影响。结果表明:与高温变定/高温干燥相比,真空变定/真空高频干燥后木材含水率在长度及厚度方向分布均匀,但厚度方向上与高温干燥相反,呈现心层低、表层高的趋势。总处理时间基本一致,但高频真空干燥时间比高温干燥少9 h,干燥速度更快。高温干燥的L*、a*、b*及ΔE*的变化幅度分别是高频真空干燥的2.9、1.8、3.0及2.9倍,高频真空干燥后木材变色小,干燥后表面开裂宽度及长度比均小于高温干燥。干燥后木材含水率及开裂符合GB/T 6491—2012Ⅲ级室外建筑用材标准,对大断面木材做真空变定/真空高频干燥是一种更为优良的干燥方法。     

樟子松材干燥密实炭化一体化技术的优化

为了提高樟子松木材的力学和环境学特性,采用平压法对樟子松木材实施干燥密实和炭化一体化功能性改良。采用正交试验法探讨压缩比、干燥温度、炭化温度、炭化时间4因素对处理材力学性能的影响。根据密度、硬度、抗弯强度、抗弯弹性模量对最优工艺的探索及对各因素中不同条件进行交叉分析,综合考虑确定一体技术的最佳工艺为:压缩率50%、干燥温度160℃、炭化温度200℃、炭化时间3 h。在此基础上探讨了不同炭化温度和炭化时间条件下的木材应力松弛。     

软枣猕猴桃真空冷冻干燥条件的筛选

以软枣猕猴桃为试材,研究最佳真空冷冻干燥条件。研究结果表明,软枣猕猴桃最佳真空冷冻干燥条件为:升华干燥温度10℃,时间16 h,解析干燥温度20℃,时间2 h。匀浆厚度5 mm。     

压缩强化杨木薄板动态热力学性能分析

对锯切木材薄板只用常温水浸泡至饱水状态后进行横纹压缩强化,利用动态热分析仪分析压缩前后的木材动态力学性能,讨论薄板在横纹压缩强化处理后的木材与素材表现出的力学特性差异;从动态变化的微观层面探讨常温水浸泡至饱水状态后,不经热软化预处理,直接进行薄板横纹压缩强化方法的可行性和有待改进、完善之处。试验结果表明:大青杨(P.ussuriensis)薄板压缩强化材的储存模量均出现明显次级松弛和主转变,次级松弛阶段压缩材储存模量值均高于素材,且随热处理时间增加储存模量缓慢下降,主转变阶段随热处理时间增加,储存模量下降速率加大;热处理时间为10、13、16 h的3种薄板压缩材均出现玻璃化转变温度大幅降低,损耗角正切值大幅下降;热处理时间10、13 h试件,主转变损耗模量峰值大幅度增加;玻璃化区域内热处理10、13 h的2种薄板压缩材试件储存模量值最高,动态力学性能最好。     

茶树叶片扫描电镜样品制备方法的比较研究

为研究不同样品制备方法对茶树叶片扫描电镜观察的影响,选用3个茶树品种的老叶和嫩叶,分别用烘箱干燥法、硅胶干燥法和真空冷冻干燥法进行处理。对茶树老叶的扫描电镜观察中发现,烘箱干燥法和真空冷冻干燥法处理后的样品背腹面的微形态特征均保存完好,硅胶干燥法处理后部分样品气孔密度异常;在对茶树嫩叶的观察中发现,采用烘箱干燥法和硅胶干燥法处理后的样品背、腹面均发生严重的皱缩,气孔密度增加,而采用真空冷冻干燥法处理后的样品微形态特征自然,能表现出真实的叶表微形态特征。因此,在茶树品种微形态学等相关研究中,对于老叶研究材料,建议采用烘箱干燥法进行扫描电镜样品制备;对于嫩叶研究材料,建议采用真空冷冻干燥法进行扫描电镜样品制备。     

强化复合木材细胞壁的纳米压痕测试分析

通过纳米压痕测试技术,测定和分析了未处理材和经硅溶胶强化处理的复合木材细胞壁层面的力学性能和弹塑性,以及硅溶胶的存在位置对强化复合木材细胞壁微观力学性能的影响。结果表明:1）浸渍强化处理工艺可以使硅溶胶进入木材细胞壁,使得强化复合木材细胞壁的弹性模量和硬度达到18.64 和0.64 GPa,分别比未处理材提高59%和31%;2）控制改性处理工艺,可以得到改性细胞壁和既有改性细胞壁又有填充细胞腔2种改性形式的强化复合木材,并且2种改性形式下细胞壁层面上的弹性模量和硬度没有显著差异,证实了细胞腔填充对细胞壁层面的力学性能没有影响;3）复合木材细胞壁形貌表征和力学测试曲线表明,硅溶胶强化处理后的复合木材细胞壁保持了较好的弹塑性特性,相对弹性回复率与未处理材基本相同。      

木棉花真空冷冻干燥过程中护色护形剂的筛选

以广州本地木棉花为试材,使用真空冷冻干燥技术进行干燥,设置干燥时间为12、17、20、40 h,并使用单因子试剂和复合试剂进行干燥前浸泡处理,通过测定及评价干燥后花瓣的颜色、质感、厚薄度、平整性和综合效果,筛选出木棉花在真空冷冻干燥过程中适用的护色护形剂以及干燥时间,以期对干燥木棉花的大规模生产提供参考。结果表明,使用无水乙醇+10%柠檬酸复合试剂浸泡处理木棉花,真空冷冻干燥后的花朵品质最佳,成品花瓣颜色与新鲜花瓣最为接近,其花瓣质感较柔软、花瓣平整性好、综合效果好,明显优于单因子试剂及对照组,真空冷冻干燥过程中最适宜的干燥时间为40 h。综上所述,木棉花护色护形干燥的工艺流程为浸泡于无水乙醇+10%柠檬酸复合试剂20 min,真空冷冻干燥过程中预冻2 h至-40℃,干燥40 h至0℃。     

初植密度对小黑杨人工林生长和材质的影响以及材质评价模型的建立

为研究不同初植密度对林木生长和材质的影响，该文以小黑杨为研究对象，分析了3种初植密度下林木生长特征和木材材质的差异，并建立了基于林木特征因子的材质评价模型.结果表明:初植密度对林木生长的影响不同，随着初植密度的减小，胸径、尖削度、径高比明显增大，枝下高降低，而树高受初植密度影响不大；初植密度对木材材质影响也不同，随着初植密度的减小，抗弯弹性模量(MOE)、抗弯强度(MOR)有降低趋势，而湿心材、边材面积，幼龄材、成熟材面积，以及幼龄材、湿心材比例均明显增大；基本密度不受初植密度的影响.回归分析表明，MOE、MOR、湿心材、幼龄材面积等材质指标可用树木特征因子及初植密度进行较好地预测，而木材密度的预测效果很差      

3种无损检测方法评估巨尾桉木材抗弯和抗压强度性质

为探讨不同无损检测方法评估木材强度性质的可行性及可靠性,该文分别运用纵向基频振动、超声波和应力波3种无损检测方法,对由广西东门林场采集的34株14年生巨尾桉人工林加工的191个无疵小试样进行了抗弯和抗压强度性质预测。首先采用3种无损检测设备获得无疵小试样的动态弹性模量,然后进行抗弯弹性模量（MOE）、抗弯强度（MOR）和顺纹抗压强度（σc）的测定,并分析3种无损检测结果与木材强度性质的关系。结果表明:纵向基频振动法、超声波法和应力波法获得的动态弹性模量Efr、Eus和Esw与静态MOE的相关系数分别为0.816 6、0.788 9和0.634 7,均在0.001水平上显著相关;与MOR的相关系数分别为0.694 0、0.683 0和0.567 3,均在0.001水平上显著相关;与σc的相关系数分别为0.810 3、0.809 3和0.648 9,均在0.001水平上显著相关;其中应力波法测得的动态弹性模量Esw与木材强度性质的相关系数均为最低。可见,纵向基频振动法和超声波法能够比较精准地预测国标无疵小试样的MOE、MOR和σc,但应力波方法对无疵小试样进行测定时具有一定局限性。      

长白山地区红松和紫椴倒木呼吸研究

该文采用静态箱-气相色谱技术,对红松和紫椴倒木呼吸及其与腐烂等级、温度、含水量等因子间关系进行了研究,并对长白山阔叶红松林内倒木总呼吸进行了估算。结果显示,倒木呼吸存在较大的季节变化(0.7～13.6 mg/(m2·h)),呼吸速率与倒木含水量、腐烂等级和温度显著相关(P0.05)。其中,基于倒木温度变化的指数拟合方程解释了超过67%的呼吸变化。不同腐烂等级倒木Q10值变幅为2.41～2.95,Q10计算值与选用的温度区间有关。林内倒木呼吸总量为(26.9±5.1) g/(m2·a),约占林地CO2排放总量的3%、年净交换量的15%。      

化学成分对木材细胞壁纵向弹性模量和硬度的影响

以杉木成熟材晚材为研究对象,采用化学成分选择性脱除方法依次脱除木质素和半纤维素。利用纳米压痕技术,在纳米尺度上,探讨半纤维素和木质素对木材细胞壁压入力学性能的影响。结果表明:木质素对细胞壁的弹性模量影响显著,脱除木质素后细胞壁弹性模量损失了6.53%。半纤维素是一种界面高分子,在细胞壁中作为连接纤维素和木质素的界面偶联剂,对细胞壁的纵向弹性模量影响极显著,脱除半纤维素后细胞壁弹性模量损失约为9.16%。木质素和半纤维素对细胞壁的硬度影响均显著。木质素脱除后,细胞壁硬度降低了16.98%。半纤维素脱除处理与脱木质素处理相比,硬度仅下降了0.87%。      

玉米小斑病菌诱导大豆叶片胼胝质沉积的初步研究

 利用菌丝染色和胼胝质特异性染色技术,研究玉米小斑病菌(Bipolaris maydis)与非寄主植物大豆互作时,能否诱导大豆产生胼胝质沉积相关的防御反应。将玉米小斑病菌接种到大豆叶片3h后即可观察到孢子能在大豆叶片上萌发,12h后能诱导大豆叶片细胞中胼胝质沉积。利用实时荧光定量PCR技术,在转录水平检测到β-1,3-葡聚糖酶基因（GLU）表达有变化。本试验研究结果表明大豆作为玉米小斑病菌的非寄主植物,可受玉米小斑病菌诱导而产生胼胝质沉积的防御反应,为进一步探明作物多样性种植降低病害发生的非寄主抗性机理奠定基础。     

不同担子菌组合处理对平菇菌糠细胞壁成分及干物质瘤胃降解率的影响

采用Lentinusedodes(Berk.)Sing.(简称Le)、Auriculariapolytricha(Mont.)Sacc.(简称Ap)及Dictyophoraindusia-ta(Vent.exPers.)Fischer(简称Di)等3种担子菌不同组合处理,研究其对平菇菌糠细胞壁成分及干物质(DM)瘤胃降解率的影响.结果表明:经Le+Di组合处理后,平菇菌糠中性洗涤纤维(NDF)、半纤维素(HC)及酸性洗涤木质素(ADL)较对照组分别下降11.83%-12.84%(P<0.05)、33.41%-36.46%(P<0.05)及21.98%-25.67%(P<0.05);DM瘤胃降解率较对照组提高13.97%-16.35%(P<0.05).Le+Ap、Di+Ap、Le+Di+Ap等组合均不同程度产生拮抗,其中Di+Ap组合拮抗最为明显,使平菇菌糠DM瘤胃降解率较对照组下降12.27%-18.15%(P<0.05).研究还表明,无论单一菌种,还是组合菌种,菌种接种剂量对处理效果影响差异均不显著(P>0.05).     

Pilodyn方法评估阔叶树种人工林立木的基本密度

该文采用Pilodyn设备评估立木的基本密度,以建立一种快速准确预测立木基本密度的方法。首先以我国种植的I-72杨、粗皮桉、尾巨桉和尾叶桉等4种阔叶树种人工林为研究对象,选择立木胸高位置处南北向进行Pilodyn测试,然后在Pilodyn测点位置附近钻取生长锥锥芯,并测定木材基本密度,最后比较立木的Pilodyn测试结果与木材基本密度之间的相互关系。结果表明,在未剥除树皮条件下,使用Pilodyn方法评估立木胸高处外侧的基本密度比整个径向的基本密度更具有优势,其中I-72杨、粗皮桉和尾巨桉的Pilodyn测试结果与外侧的基本密度均存在较好的负相关性,但尾叶桉的Pilodyn测试结果与外侧及整个径向基本密度之间没有显著相关性（P0.05）。在剥除树皮条件下,粗皮桉和尾巨桉的Pilodyn测试结果与外侧及整个径向基本密度之间均存在显著的负相关性（P0.001）,高于未剥除树皮时的结果;而尾叶桉的相关性不显著（P0.05）。虽然Pilodyn方法在预测立木木材密度上存在一定的局限性,但通过剥除树皮的方法可显著提高其预测立木外侧及整个径向基本密度的准确性。      

小黑杨树木特征因子与木材生长量的相关性研究

为了揭示树木生长特征与木材生长量（幼龄材、成熟材面积及心、边材面积）的关系,该文以山西朔州地区的小黑杨为研究材料,采用相关性分析方法,建立了基于树木特征因子的木材生长量经验模型,并对模型进行了弹性分析. 结果表明:冠幅、冠长、胸径与木材生长量呈显著正相关性;以树木胸径、树高、冠幅、尖削度为自变量,采用乘幂函数的方程形式能很好地拟合小黑杨树木特征因子与其木材生长量的关系,其决定系数为0.606～0.932.回归模型的标准回归系数分析表明,胸径对木材生长量的贡献最大. 弹性分析进一步表明胸径的影响最大,且模型因子间存在互补又竞争的复杂关系.      

适度高温下高氮和低光对演替树种光合和能量转换的复合影响

利用CO2交换系统和叶绿素荧光法,研究适度高温（38℃）、高氮（HN）和低光（LL）对早、中和后期演替树种木荷、红椎和黄果厚壳桂幼树光合过程影响的初始靶的,及其对群落演替的潜在影响。结果表明:适度高温提升木荷和红椎高氮高光（HNHL）植株的光合速率（Pn）,但高光强（500 μmol/(m2·s)）限制木荷、红椎及黄果厚壳桂低氮高光（LNHL）和高氮低光（HNLL）植株Pn对适度高温的响应。当光强500 μmol/(m2·s),适度高温提高木荷LNHL植株的光下PSⅡ最大量子效率(Fv′/Fm′)、开启PSⅡ中心(Fq′/Fm′)和开启PSⅡ反应中心的比例(qL),以及非循环光启电子传递效率(ETR)和吸收光能利用于PSⅡ光反应(ΦPSII),但黄果厚壳桂不呈现类似响应。黄果厚壳桂HNLL植株多以非光辐射耗散吸收能和表现低的光化反应效率。气候变暖,华南珠江三角洲过量氮沉降和频繁的灰霾天气可能延缓当地森林植物群落的正向演替。