林地施肥对Ⅰ-214杨木材性质的影响

本文系统地研究了林地施肥与Ⅰ-214杨木材性质的关系。其结果:林地施肥后,木材纤维的长度、宽度、壁厚及化学组成的α-纤维素的数均值呈上升趋势;木材细胞次生壁S_2层的微纤丝角由19.4度减至18.3度,纤维素的相对结晶度由54.5％增加为56.3％;木材的物理力学性质诸项指标,虽互有高低,经方差分析验证,尚未达到差异显著水平;化学机械浆(CMP)制浆特征和浆张的物理性质,除多量施肥的化学预处理后得率(89.2％)稍高外,其他各项指标相近。     

Ⅰ-214杨施肥效应系统研究通过鉴定

由中国林科院林研所主持,与山东省茌平县苗圃、中国林科院木材所等单位共同承担的意大利214杨林地施肥效应系统研究已通过了技术鉴定.该项研究成果包括林地施肥的林木生长效应;施肥对木材理化性质影响;林地施肥土壤养分的消长变化及经济效益分析.     

欧美杨107的制浆性能

为给欧美杨107应用空间的扩大提供理论依据,对其木材的化学组成成分、纤维形态、制浆性能及纸张的物理指标进行了测定分析.结果表明:欧美杨107的综纤维素含量为81.07%,硝酸-乙醇纤维素含量为48.59%,木质素含量为z1.08%,1%NaOH抽提物含量为19.39%,欧美杨107的纤维平均长度为1171 um,长宽比为57.54,壁腔比为0.56,且纤维长度呈现正态分布趋势;在保温时间60min,硫化度24%,蒽醌用量0.1%的条件下,对于未漂浆而言,欧美杨107硫酸盐-蒽醌法制浆工艺条件为14%的用碱量,最高温度为168℃;对于漂白浆而言,欧美杨107的制浆工艺条件为16%的用碱量,最高温度168℃;在相同的制浆条件下,用碱量为14%时的纸张综合强度指数较用碱量16%时高.     

木材细胞壁结构及其流变特性研究进展

木材流变学主要研究木材在应力/应变、温度、湿度等条件下与时间因素有关的变形规律和机制,以研究木材的黏弹性为主要内容。木材发生形变时,其实质承载结构是细胞壁,细胞壁的壁层构造和化学组分对其黏弹行为有显著影响,深入了解木材细胞壁结构及黏弹性质对于实现木纤维/塑料复合材料和制浆造纸工艺的高效设计具有重要意义。本文围绕木材细胞壁S2层超微构造和细胞壁化学组分2个方面对细胞壁结构进行阐述,归纳S2层微纤丝角和化学组分对木材细胞壁黏弹行为的影响规律,并从分子水平上解释其作用机制,总结动态力学分析技术和纳米压痕技术在研究木材细胞壁结构与黏弹性之间关系上的具体应用。木材细胞壁的黏弹性受壁层构造的复杂性、化学组分的多样性和外部环境条件等多种因素影响,并且各因素之间存在一定的交互作用。因此,建议今后从以下几个方面开展研究:1)解明木材细胞生长过程中的微纤丝取向、纤维素结晶区与非结晶区比例的分子控制机制;2)阐明木材细胞壁次生壁Matrix的空间组织排列方式、纤维素聚合体与Matrix之间相互作用的力学行为表达;3)揭示木材细胞壁中半纤维素的含量、种类以及木质素类型对细胞壁黏弹性的影响机制;同时将环境外因(温度、湿度)和载荷类型(静态/动态、拉/压/弯)纳入研究体系,系统揭示"湿-热-力"协同作用下木材细胞壁的机械吸湿蠕变行为规律和响应机制;4)联合运用多种测试技术手段,并引入相关学科的研究方法及理论模型,如有限元法及复合材料的研究方法,构建可以解释木材细胞壁黏弹特性的物理和数学模型。     

泡桐属木材的微纤丝角和结晶度

8种泡桐木材纤维次生壁S_2层的微纤丝角平均为12.52°;纤维素相对结晶度平均为46.4%。从这两项指标来看,南方泡桐和泡桐(白花泡桐)木材具有较为优良的材质。12年生毛泡桐木材的S_2层微纤丝角由髓往外,随着树龄的增加而角度增大,而纤维素相对结晶度则减少。     

木材饲料的开发研究

为了扩大家畜的饲料来源,日本经过多年的研究结果表明,木材可以用作饲料。1 木材的主要成分木材由多种成分构成,主要成分是纤维素(40～50%)、半纤维素(20～35%)和木质素(15～35%)。纤维素是联接成β-1,4-     

欧美杨107杨生长应变与木材解剖特征和干缩性质之间的关系

选取正常生长和偏心生长欧美杨107杨为研究材料,测试其表面轴向生长应变,并测定应变测试位置处木材的纤维形态和干缩性质,分析应变与木材性质之间的关系.结果表明:1)随着生长应变数值的增加,正常生长立木纤维长度、胞腔径、长宽比、径向全干干缩率、弦向全干干缩率出现微弱的下降趋势,而纤维宽度、双壁厚、壁腔比、轴向全干干缩率出现微弱的上升趋势,正常生长立木生长应变与所有纤维形态指标和干缩性指标之间的相关系数均不显著;2)随着生长应变数值的增加,偏心生长立木双壁厚、长宽比、径向全干干缩率、弦向全干干缩率、轴向全干干缩率出现较快的下降趋势,而纤维宽度、胞腔径同时出现较快的上升趋势,纤维长度出现微弱的上升趋势,偏心生长立木生长应变与双壁厚、轴向全干干缩率、径向全干干缩率、弦向全干干缩率、壁腔比、弦向全干干缩率、长宽比的负相关关系显著,与腔径、纤维宽度的正相关关系显著,与纤维长度之间相关系数不显著;3)对于不含应拉木正常生长的立木,其生长应力与木材纤维形态和木材干缩性质之间关系较为微弱;对于含应拉木偏心生长的立木,由于应拉木材性与正常木之间的差别,其生长应力与多数木材纤维形态指标和木材干缩性质指标之间关系较为紧密.     

不同肥料效应对Ⅰ—69杨木材性质的影响研究

在淮北平原宿县试验林内,米集了氮肥+有机肥、磷肥+钾肥、未施肥(对照)三种条件处理的I-69杨(Populus deltoides Bartr.cv.“Lux”ex I-69/55)试材36株。进行木材解剖、化学成分、木材物理力学性质等试验,结果表明:施肥处理生长快的I-69杨,木材纤维长度α-纤维素、综纤维素和木材气干密度等稍有下降,方差分析验证,差异未达显著水平。其中施用氮肥+有机肥生长最快的I-69杨,胶质纤维比率高;木材抗压强度、抗弯强度等均有不同程度的降低。抗弯弹性磨量、顺纹抗剪强度、径面与弦面硬度等降低差异达显著水平。     

灌溉对I-69杨木材性质和化学机械浆的影响

Ⅰ-69杨系美洲黑杨无性系,具有生长快、抗性强、材质好的特点。Ⅰ-69杨林分的灌溉试验表明:灌溉明显地使其生长加快。从解析木看出,木材纤维稍短、纤维胞壁较薄;木材的密度、抗弯强度、抗弯弹性模量、端面硬度等指标明显降低。其他木材物理力学指标及其化学机械浆纸的物理性质,虽随着灌水量的增加而呈下降趋势,但未达到差异显著水平。     

长期施肥对欧洲赤松生物量和营养状况的影响

施肥对木材产量的影响已进行了广泛的研究,而施肥对林地营养循环的作用少见报道。更多地全面了解施肥对长时期林地生物产量结构及营养循环的影响很必要。本研究旨在确定:(1)长期施肥对土壤性质和针叶养分浓度的影响;(2)施肥对林木地上各组分生物量分配的影响。     

杨木应拉木微区结构可视化及化学成分分析

木材微区结构与木材宏观性质密切相关,杨木应拉木与对应木宏观性质存在较大差别,探究杨木应拉木和对应木微区结构和化学成分,可为了解杨木应力木的宏观性质提供理论根据。借助光学显微镜、荧光显微镜、显微拉曼成像光谱仪、透射电镜对杨木应拉木微区结构进行可视化研究,并借助X射线衍射技术和美国可再生能源实验室方法,分析杨木应拉木的微晶尺寸、结晶度以及化学成分。结果表明:杨木应拉木中应拉区和对应区纤维细胞微区结构差异显著。光学显微镜下显示应拉区木纤维中胶质层清晰可见,荧光显微镜和拉曼显微镜下显示胶质层的木质素浓度比对应区低。透射电镜下显示应拉区木纤维细胞壁结构由初生壁、次生壁和胶质层组成,未见次生壁外层,各层的平均厚度分别为0.61,1.22和2.53μm。对应区木纤维为典型的初生壁和次生壁结构,次生壁各层平均厚度分别为0.33,2.28和0.14μm。杨木应拉区纤维素含量(58.91%)比对应区(41.53%)高,木质素含量和半纤维素含量均比对应区的低,应拉区木质素和半纤维素含量分别为21.99%和12.01%,对应区分别为28.10%和17.08%。杨木应拉区结晶度(48.06%)比对应区(41.01%)高,应拉区晶区宽度为2.66 nm,长度为8.84 nm;对应区晶区宽度为2.65 nm,长度为9.87 nm。     

木材多尺度结构差异对其破坏影响的研究进展

木材多尺度结构主要包括纳米级高分子结构、微米级细胞壁多层结构和毫米级生长轮结构。纳米级高分子结构中三大素(纤维素、半纤维素和木质素)性质各异,微米级细胞壁多层结构中细胞壁各层三大素含量和微纤丝角不同,毫米级生长轮结构中细胞类型、大小和排列方向存在差异,这些结构差异均会导致多尺度结构单元之间的力学性质各异。木材破坏过程主要包括初始裂纹萌生和裂纹扩展,裂纹萌生和扩展主要由木材不同尺度单元间结构和力学性质的差异以及木材内部缺陷的不规则演化决定。本研究综述木材不同尺度单元间的结构和力学性质差异,并分析结构差异对木材破坏的影响。同时,提出今后有关木材多尺度结构差异对其破坏影响研究的几点建议:1)深入解译木材微纳结构的性质差异,研究木材三大素的排列取向规律以及木材不同化学组分对外部载荷的响应差异,揭示壁层内三大素的变形机制;研究细胞壁各层化学组分分布以及微纤丝取向不同导致的力学性能差异,分析外载荷作用下各壁层之间存在的应力传递规律; 2)研究不同载荷作用下木材生长轮结构和细胞壁结构的裂纹萌生和扩展规律,精准定位木材破坏过程中不同尺度结构的裂纹萌生位置,区分裂纹在不同木材组织内部扩展时破坏断面的细胞...     

泡桐无性系CO20木材性质与利用研究

在四川省资中县集约栽培的试验林内采集了泡桐无性系CO20和泡桐各五株进行了多项试验研究。证实了泡桐无性系CO20的木材纤维长度、微纤丝角和纤维素的相对结晶度优于泡桐;综纤维素、α-纤维素以及木材物理力学的主要性能指标低于泡桐。制浆得率低。浆张物理性能接近或燬过两种相思树木材指标。     

木材表面非极性化原理的研究.Ⅲ各化学组分在乙酰化过程中酯化能力的差异

本文对“三北”一号杨和杉木中分离出的纤维素、半纤维素、综纤维素、木质素在酯化过程中酯化能力的差异和木材抽出物对木材酯化增重率的影响进行了研究。结果表明 :纤维素的酯化增重率较低 ,杉木和“三北”一号杨的纤维素酯化增重率在反应 2 .5h后仅为 1 .9%和 3.2 % ;在乙酰化过程中半纤维素会大量水解 ;综纤维素的酯化增重率主要是由于半纤维素酯化的结果 ;木质素的酯化反应在 1 h内就基本完成。且杉木木质素的酯化能力比“三北”一号杨木质素的酯化能力要强 ;木材中的抽出物会影响木材乙酰化反应的酯化增重率 ,“三北”一号杨木材的抽出物对木材的酯化增重率的提高产生有利的作用。而杉木中的抽出物对木材的酯化增重率的提高产生不利的影响     

应用X射线衍射-(002)衍射弧法——测定木材纤维次生壁的微纤丝角

木材主要由纤维组成~(**)。在针叶树材中占整个木材体积的90～95％~([9]),阔叶树材占50—80％~([9])。纤维胞壁的层次结构对木材的性质和工业加工、利用有很大影响。纤维胞壁是由构造和物理、化学性质不同的许多层次组成,常包括初生壁(P)、次生壁(S)和相邻两细胞间的胞间质。初生壁微纤丝排列无定向。次生壁是胞壁主要部分,含大量纤维素,具强度向异性。它分为外(S_1)、中(S_2)及内(S_3)三层;其中S_2层最厚,约占全壁厚度70％以上,是构成胞壁的主体。微纤丝环绕细胞轴呈螺旋状排列。微纤丝(或纤丝)角是指S_2层中微纤丝和细胞轴之间所构成的角度~([4,8,14])。     

基因工程改良木材性质研究进展

随着我国木材产量难以满足日益增长的木材需求,人工林在缓解国内木材市场供需矛盾上发挥着越来越重要的作用。我国人工林面积居世界首位,但木材性质较差,限制了其应用范围,培育性质优良的人工林木材具有重要意义。利用基因工程技术可以从源头有效提高人工林木材的性质,进而提高木材质量,在有限林地上实现资源的高效利用。本文综述基因工程技术对人工林木材化学、构造及其物理力学性质的影响,以期为人工林木材性质基因工程改良的研究和应用提供参考。基因工程改良对木材化学组成的影响主要体现在木质素含量和木质素单体比例、纤维素和半纤维素及其他化学成分的变化上,选择不同的目的基因将对木材化学组成产生不同的影响,其中利用基因工程降低木材木质素含量的研究最为活跃。基因工程改良对木材构造的影响主要体现在细胞形态和微纤丝取向的变化上,现有研究表明通过基因工程改良能有效提高人工林木材纤维质量,进而提高纸浆质量,而且基因工程改良还会对木材微纤丝角产生影响;木材细胞形态和微纤丝角的改变会引起材性的变化,为通过基因定向改变木材细胞形态或微纤丝角,进而达到人工林木材材性改良的目的提供了思路。基因工程改良对木材的物理力学性质也具有显著影响,已有研究发现多种目的基因可对木材密度、干缩湿胀率和木材强度等产生影响。目前,有关人工林木材性质基因工程改良的研究仍处于初级阶段,尚有一些问题需要进一步解决,建议今后的研究重点可从以下3方面展开:1)转基因植株细胞壁的物质形成受到精细的时空调节,因此应考虑时间和环境因素对基因工程改良木材所造成的影响,深入研究基因工程改良木材优良性质的稳定性,探索有利于基因稳定表达的培育环境和措施;2)虽然基因工程改良会对木材化学、构造及其物理力学性质等造成影响,但是木材性质经同一种基因改良后变化程度有差异,因此有必要寻找能稳定遗传的基因并提高基因表达水平的方法;3)基因工程改良木材基础性质的研究还远远不足,需要重点研究基因工程改良人工林木材化学组成、构造及其物理力学性质等方面的变化,寻找能稳定改善木材性质的基因,建立一个完整可靠的基础数据库。     

黑龙江省主要杨树纤维用材品种纸浆性能综合评价

选择黑龙江省7个主要杨树纤维用材品种为研究对象,测定了木材纤维形态、化学成分和成浆性能,分析了林龄与主要纸浆性能间的相关关系,对7个品种纸浆性能进行了综合评价。试验结果表明:7个品种的纤维长度为0.88～1.17mm,纤维素含量为49.28%～59.77%,粗浆得率为50.41%～54.97%,上述指标均达到或超过优质纸浆标准;林龄与纤维长度、纤维素含量和粗浆得率间无显著相关关系;纸浆性能综合评价由高至低的顺序为黑青杨>小青黑>银中杨>大青杨>青山杨>小黑杨>迎春5号。     

速生黑杨枝桠材纤维形态、化学组分及APMP制浆性能的研究

测定了3种速生黑杨枝桠材(ZY)的纤维形态和化学组分,并对其碱性过氧化氢机械浆(APMP)制浆性能进行了初步探讨。纤维形态分析结果表明,纤维平均长度0.6 mm,宽度20μm,长宽比值30,壁腔比值0.4~0.6,含细小组分10%~20%,纤维粗度8~10 mg(以100 m计)。化学组分分析结果显示(均以质量分数计):1%NaOH抽出物22%,苯-乙醇抽出物2.0%,硝酸-乙醇纤维素44%~47%,聚戊糖24%~25%,酸不溶木质素18%~21%。速生黑杨枝桠材的壁腔比和纤维粗度较小,细小组分含量少,抽出物、木质素和聚戊糖含量相对较低,这些特点有利于制浆造纸生产及成纸性能;但其纤维粗短,长宽比值小,对成纸的物理强度显著不利。采用APMP工艺对速生黑杨枝桠材制浆,结果表明枝桠材(去皮)APMP浆的成纸强度性能明显好于枝桠材(带皮)APMP浆,但与主干材相比还有一定差距。     

转BtCry1Ac基因对107杨材性的非预期影响

为了探究外源BtCry1Ac基因对107杨材性性状产生的非预期影响,以转BtCry1Ac基因107杨2个株系(ECA1和ECA2)和野生型株系(WT)为材料,对其木材化学组分、物理和力学性质及纤维形态指标进行了定量测定。结果显示：BtCry1Ac基因的转入使107杨木材材性发生了非预期变化,具体表现为ECA1和ECA2的纤维素、灰分、苯醇抽出物及1%NaOH抽出物组分含量均显著低于WT(P<0.05);ECA1和ECA2的气干干缩性、全干干缩性显著低于WT(P<0.05),且ECA1和ECA2的气干密度、全干密度显著高于WT(P<0.05);ECA1和ECA2的冲击韧性、抗弯强度、抗弯弹性模量和顺纹抗压强度均显著高于WT(P<0.05);ECA1和ECA2的纤维长度显著低于WT(P<0.05)。总体表现为转基因株系的木材有着更小的干缩性,更高的密度和强度,其材性发生了非预期性改变,研究结果为转基因杨树的推广与应用提供了参考。     

木材的颜色与变色

一、木材的颜色木材是由纤维素、半纤维素和木素组成.从分子的化学结构来看,木素是木的颜色及其变色的主要因子.木素是由各种芳香类化合物及其衍生物组成,木素约占木材的20-25%,由于芳香类化合物具有呈色反应(表1),使木材也具有这种呈色反应特性.各种木材含有的芳香类化合物的种类、数量不同,导致木材具有不同的颜色.同