三种楠属木种的木材构造与材性分析及其径向变异研究

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以樟科楠属木材细叶楠(Phoebe hui)、闽楠(Phoebe bournei)、紫楠(Phoebe sheareri)为研究对象,分别从四川雅安、福建南平、安微芜湖三地选取树干材为试材,树龄在30a~40a之间,通过手持显微镜、光学显微镜、扫描电子显微镜观察三种木材的宏微观及超微结构特征;以南北向为准,用游标卡尺测出每一个生长轮宽度,2a为梯度,通过木材图像分析软件测量从髓心到树皮每一梯度的构造特征参数,主要包括导管长度、管孔弦径、管孔密度、纤维长度、纤维宽度与腔径、木射线高度与宽度,并计算出纤维双壁厚、纤维长宽比、纤维壁腔比,运用excel绘制出各类参数的变异曲线,分析其规律,并用spss软件分析树龄与各类细胞参数之间的相关性;参照国家标准测试木材的物理性能及力学性能,主要包括木材的密度和干缩率,顺纹抗压强度及抗弯强度。结果表明:(1)在宏观构造特征上,三种楠属木材具有差异性,紫楠光泽弱于细叶楠与闽楠;新切面闽楠甜香味浓郁,细叶楠略带刺激性药香味,紫楠无气味;细叶楠与紫楠属散孔材,闽楠属散孔材至半散孔材。(2)在微观构造特征上,细叶楠、闽楠、紫楠具相似性,主要表现为管孔呈圆形或卵圆形,部分具多角形;导管底部穿孔板为单穿孔;导管上与导管间纹孔呈互列式;具分隔木纤维;轴向薄壁组织类型为环管状及稀疏环管状,少数呈星散状;木射线类型为异型Ⅲ、Ⅱ型。三种木材在四大基本组织特征上差异性很小,仅在特征参数上略有不同,细叶楠与闽楠在轴向薄壁组织中与木射线尾部常出现油细胞,而紫楠含油细胞很少。(3)在电镜下,三种木材在木射线细胞中均存在着方形含钙结晶体;闽楠在轴向薄壁细胞与木射线细胞中都存在大量的树胶类物质,细叶楠仅在木射线细胞中存在大量的树胶类物质,而只有少量树胶类物质存在于紫楠木射线细胞中。(4)细叶楠、闽楠、紫楠的纤维长度与纤维宽度等级为中等;均属于腔小壁薄型;长宽比平均值分别为44.29、55.95、65.34,壁腔比分别为0.61、0.74、0.54,均是很好的纤维原料,其中以紫楠最优;在木射线形态上,三者均属于低而窄类型,其中细叶楠与紫楠很相似,闽楠要高于两者;在导管形态上,三者长度和大小均属于中等,其中导管长度基本相同,闽楠管孔最大,紫楠最小;管孔密度分别为19个/mm~2、16个/mm~2、22个/mm~2,三者都属于略少。(5)细叶楠、闽楠、紫楠三种木材的生长轮宽度变异规律具有差异性,其中闽楠生长速度很快,生长轮宽度平均可达6.05mm,可以考虑将闽楠作为速生材进行培植;纤维长度的径向变异表现为几乎呈线性增长;三者的纤维宽度变异模式具有差异性;由于纤维长度的线性增长及纤维宽度的平稳态势,纤维长宽比呈现与纤维长度相似的变异模式,从髓心向外波动上升;壁腔比的径向变异规律各不相同;木射线宽度整体波动平稳;导管长度、管孔弦径及管孔密度的变异规律相同,导管长度及管孔弦径呈波动上升趋势,管孔密度整体呈波动下降趋势。(6)在P<0.01水平上,树龄与纤维长度、纤维长宽比、导管长度、管孔弦径呈极显著的正相关性,与生长轮宽度、管孔个数、木射线高度、宽度等指标根据树种的不同而具有差异。(7)细叶楠、闽楠及紫楠的基本密度分别为0.42g/cm~3、0.48g/cm~3及0.5g/cm~3;三者在含水率为12%时的气干密度分别为0.57g/cm~3、0.64g/cm~3、0.67g/cm~3;而全干密度为0.47g/cm~3、0.54g/cm~3和0.57g/cm~3;三种木材的气干密度均属于中等,其中紫楠的密度最大,细叶楠的密度最小。细叶楠木材径向、弦向及差异干缩的气干、全干干缩率均属于小,闽楠和紫楠属于中,表明三种木材的尺寸稳定性好,在木材失水时,不易开裂和翘曲。(8)细叶楠、闽楠及紫楠木材的综合强度分别为119.19MPa、172.11MPa、150.79MPa,闽楠和紫楠木材的综合强度属中等,细叶楠木材的综合强度属低等。
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