楸木不同类型组织的湿胀-干缩行为

[目的]实时、同步测量楸木早材和晚材的水分吸着-解吸等温线以及木纤维组织、木射线、导管尺寸的变化比率,揭示早材和晚材不同类型组织的尺寸变化规律及其相互作用机理。[方法]以楸木心材同一生长轮内的早材和晚材为研究对象,采用动态水分吸附分析仪联用视频白光显微镜,在水分吸着-解吸阶段[温度设置为(25.0±0.1)℃,相对湿度变化过程设置为0%→95%→0%,以相对湿度10%为梯度进行升湿、降湿],同步测量早材和晚材的水分吸着-解吸等温线以及木纤维组织、木射线、导管尺寸的变化比率;在平衡含水率恒定阶段,考察“尺寸变化行为”与“平衡含水率”之间是否存在滞后现象。[结果]1)在水分吸附全过程中,早材和晚材均表现出明显的吸湿滞后现象,绝对滞后值随相对湿度升高先增大后减小,相对湿度70%时达到最大值;与早材相比,晚材的绝对滞后值较小。2)早材和晚材木纤维组织、木射线尺寸的变化比率均随相对湿度升高而增大;导管弦向直径变化比率随相对湿度的变化模式与之相反,在相对湿度95%时,早材和晚材导管弦向直径的变化比率分别为0.945和0.918。3)随着木射线与导管之间直线长度(L)增加,木射线弦向尺寸的变化比率减小,L≥200μm后不再发生变化;轴向尺寸的变化比率未改变或改变很小,在相对湿度95%时,早材和晚材木射线弦向尺寸变化比率的最大值分别为1.051和1.038。(4)在水分吸附循环过程中,早材和晚材木纤维组织、木射线、导管尺寸的变化比率均表现出明显的湿胀滞后现象,湿胀滞后值随相对湿度升高先增大后减小,相对湿度70%时达到最大值。(5)在水分吸着-解吸过程中,早材和晚材组织“刚达到含水率平衡态”的尺寸变化比率与“保持含水率平衡态180 min”后的尺寸变化比率相比未发生明显变化,可被认为是相等的。[结论]木质素对绝对滞后值的影响大于半纤维素;在水分吸着过程中,木纤维组织和木射线的湿胀行为对导管产生挤压使其收缩;在水分解吸过程中,木纤维组织的干缩行为对导管产生拉伸使其扩张;晚材组织对导管的挤压和拉伸大于早材组织;木纤维组织对木射线的湿胀-干缩行为起抑制作用,相较于早材木纤维组织,晚材木纤维组织对木射线弦向湿胀-干缩行为的抑制作用更显著;木材吸湿滞后行为是引起湿胀滞后现象的原因之一;早材和晚材组织均可视为同步达到“含水率平衡态”和“尺寸变化平衡态”,即“尺寸变化行为”与“平衡含水率”之间不存在滞后现象。

利用近红外光谱技术快速预测楸树木材抗弯性质

楸树(Catalpa bungei)木材纹理通直、材性优良、用途广泛,是中国特有的珍贵材树种。研究木材重要的力学性质——抗弯性质的快速测定方法可以为楸树木材的遗传改良及加工利用提供科学依据。以楸树无性系新品种“洛楸1号”、“洛楸4号”和“天楸2号”为试验材料,依据国家标准抗弯性质测试方法,测定楸树木材抗弯强度(MOR)和抗弯弹性模量(MOE)。利用近红外光谱(NIRs)分析结合偏最小二乘法(PLS)对新选育的三个楸树无性系的抗弯性质进行预测,探究基于不同采谱切面、不同预处理方法以及不同采谱点的最佳建模方法。研究结果表明,基于两切面平均光谱建立的抗弯强度预测模型的相关系数和相对分析误差最高为0.843和1.88,建立的抗弯弹性模量预测模型的相关系数和相对分析误差最高为0.846和1.88。选用两切面光谱,预处理方法按抗弯强度模型性能排序为多元散射校正与卷积平滑结合算法(MSC+S-G)>二阶导数与卷积平滑结合算法(2^(nd)Der+S-G)>一阶导数与卷积平滑结合算法(1^(st)Der+S-G),预处理方法按抗弯弹性模量模型性能排序为MSC+S-G>1^(st)Der+S-G>2^(nd)Der+S-G。使用一点采谱法建立的抗弯强度和抗弯弹性模量预测模型相关系数比五点采谱法的分别降低5.93%和2.96%。综上所述,近红外光谱可以用于预测珍贵材楸木的抗弯强度和抗弯弹性模量。采用不同切面、预处理方法和采谱点数建立的模型,建模结果有一定差异。得出了楸树木材抗弯强度和抗弯弹性模量的最佳建模方法。基于径切面和弦切面平均光谱建立的抗弯强度和抗弯弹性模量近红外模型效果最佳。MSC+S-G是最适用于楸树木材抗弯性质的预处理方法。五点采谱法模型精度较高,但对大量样品抗弯性质快速估算时,可以降低采谱点数量,仅采集中间部位即载荷加载部位一个光谱点以减少采谱工作量,提高楸树木材抗弯性质快速评估效率。

陕西旬邑县东汉壁画墓出土木材的研究

对陕西旬邑县原底乡百子村东汉壁画墓出土的木材经鉴定为侧柏 ( Platycladusorien-talis) ,灰楸 ( Catalpa bungei) ,山胡椒 ( L indera sp.)和竹材 1种。

楸树不同无性系木材部分材性径向变异研究

分析楸树的品质性状遗传变化规律,选出优良无性系,为楸木人工林种质资源选育和工业化应用提供理论依据。测定了6个不同无性系楸木的化学成分、密度和纤维形态特征,并对不同无性系的部分木材性质进行了比较。结果表明,洛楸5号苯醇提取物含量最少,综纤维素、半纤维素和α-纤维素含量最多,纤维宽度最宽;洛楸1号木质素含量最少;洛楸3号纤维长度最长,纤维双壁厚、壁腔比最小。由髓心向外,6种楸木苯醇提取物含量逐渐增加,8年后明显下降;木质素含量由髓心向外逐渐降低,6年后趋于稳定;综纤维素和半纤维素含量由髓心向外均呈下降趋势,α-纤维素含量缓慢上升。从髓心向外,纤维长度随树龄增长而增加;纤维宽度变化不明显,整体呈现出略微下降的趋势;纤维双壁厚度随树龄增长而波动,变化规律较差;从髓心向外,壁腔比呈现缓慢增长的趋势,第9年轮以后,开始出现下降趋势,但下降幅度小于增长幅度。楸木密度适中,其中天楸2号密度最大,苯醇抽提物含量较高,颜色较深,可以考虑将其制作成乐器、棋盘等。

楸树嫁接繁育适宜砧木的选择

【目的】分析不同砧木嫁接楸树无性系的保存率、接穗生根率、生长和材性性状差异,以及无性系与砧木的互作效应,筛选楸树无性系的适宜嫁接砧木,旨在为楸树良种嫁接壮苗规模化繁育提供理论依据。【方法】以梓属不同树种为砧木嫁接的11年生楸树无性系对比试验林为材料,采集3个楸树无性系的接穗,分别用5种砧木(楸树、灰楸、梓树、滇楸和黄金树)嫁接育苗并造林,开展嫁接无性系的保存率、接穗生根率、生长、材性性状差异分析。【结果】5种砧木中,以滇楸为砧木嫁接无性系的保存率最高(74.1%),其次是梓树和灰楸(63.0%和59.3%),而以黄金树为砧木嫁接无性系的保存率最低(29.6%);以楸树为砧木嫁接无性系的接穗生根率最高(100%),其次是滇楸和灰楸(77.8%和66.7%),黄金树为砧木的生根率最低(33.3%);不同砧木间,嫁接无性系的胸径、树高、Pilodyn值、弹性模量差异显著或极显著,且(树高除外)存在显著的砧木与无性系的互作效应;灰楸为砧木时,无性系的树高和胸径最大(14.9 m和17.5 cm),以滇楸和楸树为砧木时的树高和胸径均较大(14.8 m、15.5 cm和13.8 m、15.8 cm),而以黄金树为砧木时,嫁接无性系的树高和胸径最小(12.8 m和10.9 cm);通过Pilodyn值间接预测,灰楸为砧木时楸树无性系的密度最大(23.3 mm),梓树和楸树次之(23.9 mm和24.4 mm),滇楸和黄金树为砧木时均较小(25.6 mm和25.2 mm);5种砧木中,以灰楸为砧木的弹性模量最大(7.0 GPa),其次是梓树和楸树(6.6 GPa和6.5 GPa),滇楸最小(6.1 GPa)。根据不同砧木嫁接无性系的保存率、接穗生根率、树高、胸径、Pilodyn值和弹性模量综合筛选,以灰楸和楸树为砧木,楸树无性系的生长、材性、保存率、接穗生根率都较好。【结论】楸树无性系嫁接繁育的适宜砧木为灰楸和楸树,黄金树不宜作砧木。

楸树树干节子的空间分布特征及其面积预测模型

【目的】为研究节子空间分布特征以及节子属性对干材质量的影响。【方法】以河南省洛宁县地区楸树人工林为研究对象,采用树干解析和节子剖析技术,获取了7株解析木和355个节子数据。本研究分析了节子的空间分布特征,通过逐步回归分析,筛选主导因子建立预测节子面积的多元线性回归模型。同时通过主成分分析,筛选出评判干材质量的关键节子指标。【结果】1)水平方向上,楸树节子数量主要分布于树干南向,占比59.4%,数量高于北向(占比40.6%);垂直方向上,节子数量在树干高度10.0 m以下分布居多,占比61.4%;节子平均直径随着树干高度增加而增大,在树干高度7.6~10.0 m处达到最大,为4.2 cm,随后节子平均直径逐渐降低。2)通过逐步回归分析,筛选出节子周长(KP)、节子直径(KD)、节子半径(KR)和节子角度(KI)等4个影响节子面积的主导因子,并建立节子面积的多元线性回归模型:Y_(KA)=-62.357+3.123X_(KP)+5.829X_(KD)-4.969X_(KR)+0.633X_(KI)(F=258.798,R^(2)=0.877,P<0.01)。3)节子面积与节子周长、节子半径、节子直径以及节子长度等呈正相关,与节子角度呈负相关。节子周长与节子直径、节子半径以及节子长度呈正相关,与节子角度呈负相关。4)通过主成分分析,筛选出节子面积、节子周长、节子长度和节子宽度4个主要指标,可对楸树干材质量进行综合评价。【结论】可通过节子周长、节子直径、节子半径和节子角度对节子面积大小进行预测,利用节子面积模型来预测楸树节子对干材质量的影响情况。

楸树扦插繁殖技术研究

对楸树进行一系列扦插试验,结果表明:硬枝扦插成活率86.0%;嫩枝82.9%;半硬枝76.7%。通过正交试验,筛选出三套扦插因素与水平的较佳组合:1)硬枝扦插,1月10日扦插采用NAA(奈乙酸)100×10^(-6)浸24h使用基部条;2)硬枝扦插,用16℃的水浸15d,然后再用0.3%KM_nO_4(高锰酸钾)浸30min;3)半硬枝扦插,NAA100×10^(-6)处理60min后插于细沙基质中。嫩枝扦插亦找到了适宜的繁殖程序和培养条件。