人工林米老排木材化學(xué)成分分析

梅園又名多層次、金縷梅科多年生樹木，主要分布在粵南地區(qū)以北20302350，東經(jīng)10545112，包括廣東省西部（開封、信陽、信陽）、廣西西南部（十萬大山、龍州、納班、德寶、景西）、廣西西南部（10萬大山、龍州、納班、景西）、云南南部。這棵年齡組的樹木高30米，速度快，材料早，材料大。據(jù)報(bào)道，14年生的美國(guó)老排樹高16.8米，dap生長(zhǎng)16.9厘米。由于快速生長(zhǎng)和木材沉積，14年生美排的單位面積蓄積量為23.3米。林地老排木材結(jié)構(gòu)致密均勻。樹干由縮小或中等收縮。氣干密度0.572cm2，材料好，色澤美觀，耐用性好，適合制作家具、膠布、客車、客車、儀器箱、紙板等。在房屋建筑中，米舊排木材可用于房架、屋頂、立柱、門、窗、墻板等建筑材料。在農(nóng)村地區(qū)，人們可以使用農(nóng)業(yè)工具。這是廣西常見的地方樹種之一。如果人工羥基森林中的米輸入木材能夠用于木屋和膠板的生產(chǎn)，可以為南方的膠板工業(yè)和刨切木材生產(chǎn)提供原料，以緩解高質(zhì)量膠的原始材料和薄木的短缺。相關(guān)科學(xué)家曾對(duì)美國(guó)的老路進(jìn)行了大量研究，但沒有關(guān)于人工羥基森林中樹干高度變化的報(bào)道。本研究的目的是從人工林和舊木材的性質(zhì)出發(fā)，探討大米的材料特點(diǎn)和變化規(guī)律，為納米織物中的開發(fā)和使用提供科學(xué)依據(jù)。1氣候變化及植物種類試材采自廣西西南部大青山實(shí)驗(yàn)局白云試驗(yàn)區(qū).該區(qū)屬于熱帶北緣濕潤(rùn)氣候,年平均氣溫21.5℃,最熱月平均溫度27.5℃,絕對(duì)最高溫度39.8℃,最冷月平均溫度13.0℃,絕對(duì)最低溫度0℃,日平均溫度≥10℃的年活動(dòng)積溫7000～7500℃,無霜期349d,年降水量1200～1400mm,干濕季明顯,4～9月為雨季,冬春有一個(gè)較長(zhǎng)的陰雨期.采集地位于北坡,海拔230～320m,坡度30°,林內(nèi)植物有楓香Liquidambarformosana、木荷Schimasuperba、桃金娘Rhodomyrtustomentasa、烏毛蕨Blechnumorietale、鐵線蕨Adiantumcapillusveneris等.土壤為火山巖上發(fā)育成的紅壤,土層厚度大于100cm,表土層18cm,pH=4.8,肥力較高.2材料的基本情況用采自廣西大青山實(shí)驗(yàn)局白云分場(chǎng)人工林中樹齡23a的米老排實(shí)生苗造林.在林分中選取平均木5株(分別記為R1、R2、R3、R4、R5),5株米老排樣木試樣的基本情況見表1.將5株樣木伐倒后,分別在樹高1m、全樹高1/3處和樹梢直徑為5cm處各鋸取厚度為5cm的圓盤并編號(hào)(分別記為1、2、3).風(fēng)干后,每圓盤取樣品500g,并將樣品用植物粉碎機(jī)粉碎成全部通過40目篩的木粉,貯藏備用.各項(xiàng)指標(biāo)的測(cè)定均按照我國(guó)木材化學(xué)成分分析國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行.木材pH值采用PHS-25型酸度計(jì)測(cè)定,含水率采用烘干法測(cè)定.3各指標(biāo)的定量分析對(duì)廣西憑祥大青山實(shí)驗(yàn)局白云試驗(yàn)區(qū)的人工林米老排進(jìn)行了冷水抽提物、熱水抽提物、1%NaOH抽提物、纖維素、綜纖維素、木素和木材pH值共7個(gè)指標(biāo)定量分析,各項(xiàng)指標(biāo)的分析結(jié)果見表2.3.1人工林米老排木材的指標(biāo)組成因樹種的不同,木材中所含抽提物的含量及種類有較大的差異,對(duì)木材的加工性能和利用有較大影響.一般冷水抽提物包含單寧、色素、生物堿(主要為它的鹽類)、可溶性礦物成分及某些單糖;熱水抽提物除含有上述成分外,還包含有淀粉和果膠質(zhì);1%NaOH抽提物除包含更多量的熱水抽提物的各種成分外,還含有蛋白質(zhì)、氨基酸、部分半纖維素、木質(zhì)素以及少量油脂、蠟、脂肪及香精油.表2中的分析結(jié)果表明:人工林米老排木材冷水抽提物和熱水抽提物含量平均值分別為2.67%和3.12%,1%NaOH抽提物含量的平均值為17.08%;3種抽提物含量在樹干的不同高度略有差異.經(jīng)方差分析檢驗(yàn),在樹干的不同高度上,冷水抽提物含量的差異不顯著;熱水抽提物含量和1%NaOH抽物含量的差異達(dá)1%顯著性水平.3種抽提物含量隨樹干高度的變化趨勢(shì)分別如圖1、圖2和圖3所示.從圖1～圖3可見,5株人工林米老排木材的熱水抽提物含量在樹干高度上的變化規(guī)律不明顯,略呈現(xiàn)兩端高、中間低的趨勢(shì);冷水抽提物含量和1%NOH抽提物含量在樹干高度上的變化規(guī)律明顯,由樹基往上逐漸降低.3.2木材的主要成分3.2.1米老排木材在樹干高度上的纖維素含量分布規(guī)律纖維素是木材細(xì)胞壁的骨架物質(zhì),為構(gòu)成木材細(xì)胞壁的主要成分,其含量的大小與實(shí)體木材性能、紙漿得率及紙漿質(zhì)量有很大關(guān)系.一般來說,木材原料的纖維素含量越高,紙漿得率越大,紙漿的質(zhì)量性能越好.由表2可知,人工林米老排木材的纖維素含量平均值為47.49%,比檸檬桉(44.55%)和楓香(45.42%)等闊葉材樹種略高,比馬尾松(50.77%)和杉木(50.09%)等針葉材樹種略低.從纖維素含量來看,米老排木材相對(duì)于其它大多數(shù)闊葉材來說,是一種更優(yōu)良的造紙材原料.由表2可見,纖維素含量在樹干的不同高度上存在一定差異,經(jīng)方差分析檢驗(yàn),纖維素含量在樹干高度上的差異達(dá)到1%顯著性水平.根據(jù)表2中纖維素含量的分析數(shù)據(jù),分析纖維素含量在樹干高度上變異情況,結(jié)果如圖4所示.由圖4可知,人工林米老排木材的纖維素含量在樹干高度上呈現(xiàn)中間高、兩端低的分布規(guī)律,這與羅建舉研究尾葉桉纖維素含量的變化規(guī)律一致,而且從樹干中部往上纖維素含量降低的幅度較大.3.2.2樹干不同高度的木材綜纖維素含量分布規(guī)律綜纖維素是植物原料中除去木素以外的全部碳水化合物,實(shí)際上綜纖維素是纖維素和半纖維素的總和,當(dāng)木材作為紙漿生產(chǎn)的原料時(shí),綜纖維素含量的大小與紙漿得率有直接的關(guān)系.木材原料的綜纖維素含量越大,則紙漿得率越高.對(duì)表2中綜纖維素含量的分析數(shù)據(jù)進(jìn)行方差分析檢驗(yàn),結(jié)果表明:綜纖維素含量在樹干不同高度上的差異未達(dá)統(tǒng)計(jì)意義上的顯著性水平;其在樹干高度上的分布表現(xiàn)出逐漸升高的的變化規(guī)律,如圖5所示.根據(jù)日本木材化學(xué)成分?jǐn)?shù)據(jù)分析,100種闊葉材中綜纖素含量低的是南方桑Morusbombycis,為67%;高的是龍江柳Salixsachalinensis和水胡桃Ptreocaryarhoifolia,它們分別為84%和83%.而人工林米老排木材的綜纖維素平均值為80.42%,含量較高,是較好的紙漿材原料.3.2.3不同林分密度木素含量的差異顯著性分析木素是森林資源中可開發(fā)利用的較豐富的具有芳香族化合物特性的高分子物質(zhì).木素在木材組織中起著膠固作用,其含量的大小對(duì)實(shí)體木材的性能、纖維板的膠合以及紙漿得漿率等具有很大影響.對(duì)表2中木素含量的分析數(shù)據(jù)進(jìn)行方差分析,結(jié)果表明:在樹干的不同高度上,木素含量的差異達(dá)到1%顯著性水平,其變化規(guī)律是從樹基往上逐漸降低,如圖6所示.這與秦特夫研究杉木邊材木素含量的變化規(guī)律一致,而與徐有明研究濕地松木素含量的變化規(guī)律相反.人工林米老排木材木素含量平均值為28.80%,而闊葉樹材的木素含量一般為24%左右,針葉樹材在30%左右,由此可見人工林米老排木材木質(zhì)化程度比一般闊葉樹材高.3.3人工林米老排木材ph值隨樹基交往的特征木材pH值一般泛指木材中水溶性物質(zhì)的酸性或堿性的程度,通常以木粉的水抽提物的pH值表征.經(jīng)國(guó)內(nèi)外一些研究者測(cè)試證明,世界上絕大多數(shù)木材的pH值介于4.0～6.0之間.但木材的pH值隨樹種、樹干部位、生長(zhǎng)地域、木材的含水率、采伐季節(jié)等因素的變化而差異,它對(duì)木材的膠合性能、膠合工藝及化學(xué)性能和化學(xué)加工工藝等方面具有較大影響.由表2可知,人工林米老排木材的pH值平均為5.44,pH值在樹干的不同高度上有一定的差異,經(jīng)方差分析檢驗(yàn),達(dá)到1%顯著性水平.根據(jù)表2中pH值的分析數(shù)據(jù),分析木材pH值在樹干的不同高度上的變化情況,如圖7所示.從圖7可見,人工林米老排木材的pH值由樹基往上呈逐漸增高的趨勢(shì).4干法中樣品含量的顯著性(1)人工林米老排木材冷水抽提物和熱水抽提物含量分別為2.67%和3.12%,1%NaOH抽提物含量為17.08%,纖維素含量為47.49%,綜纖維素含量為80.42%,木素含量為28.80%.(2)人工林米老排木材3種抽提物含量在樹干的不同高度上略有差異.經(jīng)方差分析檢驗(yàn),其中冷水抽提物含量的差異未達(dá)統(tǒng)計(jì)意義上的顯著性水平;熱水抽提物含量和1%NaOH抽物含量的差異達(dá)到1%顯著性水平.熱水抽提物含量的分布略呈兩端高、中間低的趨勢(shì),冷水抽提物、1%NaOH抽提物含量明顯呈現(xiàn)逐漸降低的規(guī)律.(3)人工林米老排木材主要組分中,在樹干的不同高度上綜纖維素含量無