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速生人工林楊樹的木材特性
發布時間:2014-4-2 11:57:34 點擊量:1379

速生人工林楊樹的木材特性   

--- 李大綱  南京林業大學  教授

    楊樹是世界中緯度平原地區栽培面積最大,木材產量最高的速生樹種之一,它具有生長快、成材早、產量高、桿形圓滿通直等特點。采用定向培育、集約栽培等管理措施可以培育出滿足各種不同需要的優質良材。

    本文對近年來已大面積推廣種植的人工林楊樹木材性質進行了研究,旨在為今后進一步合理利用楊木提供參考。

1 試驗材料及研究內容

    用于試驗楊樹品種為北京楊、昭林6號楊、赤峰36號楊、69楊、63楊、214楊和72楊,分析在不同栽培措施下的木材材性。研究內容包括:1 木材的纖維形態;2 木材物理力學性質;3 木材PH值和緩沖容量。

                                  表1人工林楊木的纖維形態

楊樹品種

栽培措施

纖維長度(μm)

纖維寬度(μm)

長寬比

昭林6號楊

株行距5×6m

935.7

31.3

29.7

株行距4×4m

928.4

29.1

31.7

北京楊

間伐強度63%

1049.0

34.4

30.5

間伐強度43%

1017.0

31.0

32.8

對照材

1004.0

30.1

33.4

69楊

株行距4×4m

1170.0

19.8

54.6

株行距4×6m

1196.0

21.6

55.2

株行距5×5m

1090.0

22.5

48.0

株行距6×6m

1200.0

21.2

56.5

株行距7×7m

1200.0

22.0

54.8

株行距8×8m

1292.0

23.4

54.9

63楊

株行距4×4m

1150.0

20.9

55.5

株行距5×5m

1120.0

23.6

48.6

株行距7×7m

1060.0

20.8

51.2

72楊

株行距4×4m

1270.0

22.9

56.7

株行距5×5m

1110.0

21.4

52.9

株行距7×7m

1150.0

21.0

55.0

214楊

株行距4×4m

1130.0

22.6

51.3

株行距5×5m

1120.0

23.9

49.8

株行距7×7m

1050.0

20.8

51.5

2 纖維形態

    造紙植物纖維原料的使用價值主要取決于纖維的長度、寬度和長度比等形態指標。由表2可知,各品種的平均纖維長度在0.93~1.3㎜之間,纖維長度比均大于30,已達國際木材解剖學會規定的中級長度(0.91~1.6㎜)的標準,說明速生人工林楊木屬于優良的纖維原料。方差分析表明,各品種之間纖維長度差異不顯著。因此建立紙漿林可通過加大株行距等栽培措施來提高纖維分布的均勻性,從而提高紙漿質量。

3 木材的物理力學性質

    表2中的數據表明,北京楊、昭林6號楊和赤峰36號楊屬于低密度、低強度樹種,抗彎彈性模量(MOE)較低,不適于用作建筑用材,但家具工業中可利用其易彎曲變形的特點生產彎曲木家具制品。63楊、69楊、214楊和72楊等速生楊可通過間伐,增加株行距、施肥、集約栽培等管理措施培育大徑的膠合板用材,增加木材利用價值,以滿足社會需要。差異干縮變化范圍在2.00~2.75之間,因此木材干燥時應注意楊木的變形、翹曲和開裂。方差分析表明,各株行距之間的抗彎彈性模量(MOE)和抗彎強度(MOR)差異顯著,順紋抗壓差異不顯著,間伐強度對北京楊抗彎強度有顯著影響。

表2人工林楊木的物理力學性質

楊樹品種

栽培措施

基本密度

全干縮率(%)

差異干縮

MOE

(Gpa)

MOR

(Mpa)

順紋抗壓(Mpa)

徑向

弦向

體積

昭林6號楊

株行距5×6m

0.259

2.728

6.089

9.063

2.23

5.199

43.804

24.661

株行距4×4m

0.268

2.540

5.902

8.718

2.32

5.398

44.016

25.099

北京楊

間伐強度63%

0.346

3.363

6.739

9.706

2.00

3.035

33.329

21.342

間伐強度43%

0.343

2.755

7.572

10.458

2.75

2.947

31.780

18.602

對照材

0.342

3.367

6.516

9.835

1.94

3.162

37.060

20.910

69楊

株行距4×4m

0.394

4.750

10.44

15.190

2.20

7.720

69.791

32.900

株行距4×6m

0.300

3.000

6.932

10.420

2.3

5.218

39.623

25.932

株行距5×5m

0.368

5.130

11.02

16.150

2.15

7.266

65.161

31.513

株行距6×6m

0.365

4.370

10.47

14.840

2.40

7.295

68.000

31.774

株行距7×7m

0.306

3.148

7.280

11.010

2.30

5.335

42.137

25.268

株行距8×8m

0.320

3.245

7.575

11.316

2.30

6.971

48.716

28.207

63楊

株行距4×4m

0.334

3.860

8.620

12.480

2.23

7.943

67.346

32.816

株行距5×5m

0.367

4.000

7.780

11.780

1.95

7.808

67.227

31.544

株行距6×6m

0.326

4.180

9.280

13.460

2.22

6.716

58.039

29.354

赤峰36號楊

集約栽培

0.313

2.980

6.600

9.600

2.21

5.470

43.300

24.200

粗放經營

0.323

3.230

7.400

11.200

2.29

5.970

51.100

29.300

214楊

株行距4×4m

0.321

5.000

10.15

15.150

2.03

7.179

65.567

31.735

株行距5×5m

0.322

4.740

10.79

15.530

2.28

4.878

48.323

24.856

株行距7×7m

0.375

3.670

9.860

13.530

2.69

6.088

53.896

25.408

4 木材的PH值

??????????????????????????????????????????   木材的PH值是指木材中水溶性物質的酸性或堿性的程度,定性反映木材中氫離子濃度大小的指標,因此木材PH值是膠合板與刨花板生產工藝中的一項重要指標。研究結果表明(見表3),所試驗的各種均是邊材呈酸性,心材為中性或堿性,心材堿緩沖容量大于酸緩沖容量,邊材酸緩沖容量大于堿緩沖容量。這些速生楊用脲醛樹脂膠常發生熱壓后心材板坯開膠現象就是由于單板中堿性物質在涂膠和熱壓過程中與脲醛樹脂膠的酸性催化劑起反應,降低了膠液的酸性,使膠的固化速度減緩或防止固化,不能形成膠聯結構,使膠合強度降低,產生板坯開膠。為此對堿緩沖容量較高的木材進行膠合時,應適當增加酸性固化劑用量,以保證脲醛樹脂膠的酸性符合工藝要求,這樣不僅能加速固化,而且也能保證堿性木材的膠合質量。

表3 人工林楊木的PH值

楊樹品種

栽培措施

PH值

堿緩沖容量(ml)

酸緩沖容量(ml)

心材

邊材

心材

邊材

心材

邊材

昭林6號楊

株行距5×6m

7.04

5.76

19.2

6.3

7.7

12.3

株行距4×4m

6.73

5.66

17.7

6.0

7.5

13.0

北京楊

間伐強度63%

7.20

5.22

20.6

5.7

3.1

4.0

間伐強度43%

7.05

5.33

17.1

6.8

2.7

4.1

對照材

6.98

5.62

16.2

7.3

2.7

4.3

69楊

株行距4×4m

6.91

5.83

10.2

4.0

7.4

9.0

株行距4×6m

7.07

6.29

10.0

7.2

5.8

8.0

株行距5×5m

6.67

5.87

10.0

4.8

4.0

10.0

株行距6×6m

6.82

6.02

13.5

5.0

4.0

3.0

株行距7×7m

7.32

5.65

10.0

3.1

3.3

11.2

株行距8×8m

6.75

6.15

10.8

8.6

6.1

8.6

63楊

株行距4×4m

6.99

5.63

11.0

3.7

7.0

10.3

株行距5×5m

6.70

5.29

12.0

3.7

7.5

10.5

株行距6×6m

6.58

5.20

11.0

3.5

7.3

13.0

株行距7×7m

7.43

5.84

13.0

5.0

4.0

13.5

72楊

株行距4×4m

7.29

5.72

20.0

4.2

5.5

10.0

株行距5×5m

7.43

5.72

18.0

3.8

7.5

9.2

株行距6×6m

8.40

5.87

12.0

5.4

6.5

11.3

株行距7×7m

8.73

5.51

13.0

6.0

9.7

10.5


5 結論與討論
     綜上所述,作者認為速生人工林楊木可以采用超短輪伐期的定向培育方式培育纖維原料。采用增加株行距、適當間伐、土壤改良和集約經營等栽培管理措施生產大徑膠合用材。通過木材改性方式提高木材品質。
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