（木材科学与技术专业论文）杂交鹅掌楸木材加工利用研究.pdf

摘要 杂交鹅掌楸生长速度快、杆型高大通直，具有良好的速生特性，是行道树和园林绿 化的优良树种。目前，杂交鹅掌楸的育种和栽培已有较长的历史和较大的规模，特别是 南京林业大学副校长施季森教授领导的课题组近年来在育种技术方面有了新的突破，种 苗制约的瓶颈已经得至解决，近几年杂交鹅掌楸已开始成为南方山区和平原的造林绿化 树种。但是该种木材的材性和加工性能，特别是该种木材的主要利用方向至今未被开展 深入、系统地研究，影响了人们大力推广种植杂交鹅掌楸的积极性。为了高效利用杂交 鹅掌楸木材资源，提高杂交鹅掌楸木材利用的经济和社会效益，本文在施季森副校长的 资助和指导下研究了杂交鹅掌揪木材制造胶合板质量的影响因素和最优化条件，并以杂 交鹅掌楸单板为试材，选用酸性染料、活性染料开展了单板上染量与染色工艺的关系， 染色工艺条件对染色薄木的材色参数和色差影响的研究，并开展了杂交鹅掌楸仿黑胡桃 和仿美国樱桃薄木的染色工艺技术等研究，得出结论如下： 杂交鹅掌楸木材生材即可用于旋切，也可采取水浸泡处理。旋切杂交鹅掌楸时，刀 具研磨角为2 1 5 。，后角约为2 。在本项研究的试验区间内，随着热压温度的上升， 胶合板的胶合强度，开始逐渐上升，在1 l o 时达到最高值，随后缓慢下降；随着热压 时间的减少和施胶量的降低，胶合强度降低；随着压力增高，胶合强度逐渐上升，达到 最高值，随后开始缓慢下降。较佳的工艺为热压温度1 1 0 ，热压压力o 9 m p a ，热压时 间0 8 m j n ，m m n 反厚) ，涂胶量3 0 0 m 2 ( 双面) 。 四种染料染色的杂交鹅掌楸单板，随着染液浓度的提高上染量均呈上升或波动上升 趋势。随着时间的延长和温度的上升，四种染料的上染量呈波动变化或者是呈现波动少 幅度增加。在相同工艺条件下，活性染料对单板的上染量均高于酸性的染着量。 使用酸性大红等四种染料，配制0 0 1 o 1 5 的4 种染液浓度，在4 0 l o o 的4 种染色温度和1 4 h 的4 个染色时间条件下将杂交鹅掌楸漂白薄木进行染色。除了活性 艳蓝k n r 外，其它三种染料染色的杂交鹅掌楸漂白薄木的e 值随染液浓度提高不 断提高，与单板的上染量随染液浓度提高而不断增加的规律一致。在染色温度8 0 的 条件下，随着染液浓度的提高，四种染料的l 值在都呈现下降趋势，酸性染料的下降 趋势比活性染料的快；各种染料的a + 值呈现不同幅度逐渐增大，”值呈现不同规律变 化；e 除了活性艳蓝k n r 呈先提高再下降外，其它染料的均由不同幅度的提高。 在染色温度8 0 的条件下，随着染色时间的延长，酸性大红g r s 和活性艳红x 一3 b 的 薄木p 值呈现波动，弱酸深蓝5 r 和活性艳蓝k n r 的均波动下降；铲值和b 值在各 自的范围有一定的增减：e 值因浓度不同有所增加或无明显变化。在染色时间2 h 条 件下，随着染色温度的上升，酸性大红g r s 和活性艳红x 3 b 的p 值呈现波动，弱酸 深蓝5 r 和活性艳蓝q r 的l 值均波动下降；a 值和b + 值在各自的范围有一定增 减，酸性大红g r s 和活性艳红x 一3 b 的b + 值呈现波动增加，弱酸深蓝5 r 和活性艳蓝 k n r 的b 值均呈波动下降；e 值呈现小幅度波动增加或是波动变化。方差分析 结果显示，浓度因素是影响四种染料染色的杂交鹅掌楸薄木表面材色参数和色差的最主 要因素。在相同的染色工艺条件下，活性染料引起的色差比酸性染料染色引起的色差大。 杂交鹅掌楸仿黑胡桃薄木染色的较佳工艺为：酸性大红g r s ：弱酸深蓝5 r ：酸性嫩黄 g = 8 2 ：1 4 ：4 ，固色剂o 1 5 ，匀染剂o 1 ，p h 值4 8 ，染色温度8 0 ，染色时间2 h ，染 液浓度o 1 0 。杂交鹅掌楸仿美国樱桃薄木染色的较佳工艺为染色：酸性大红g r s ：弱酸 深蓝5 r ：酸性嫩黄g = 2 ：2 ：1 0 ，固色剂o 1 5 ，匀染剂o 1 ，p h 值4 8 ，染色温度8 0 ， 染色时间2 h ，染液浓度o 1 0 。试验证明，用上述工艺染色的杂交鹅掌楸薄木与天然黑 胡桃的色差和天然美国樱桃薄木的色差分别是o 4 4 6n b s 和0 4 6 1n b s ，人的肉眼几乎难 以辨别，可以代替天然薄木直接用于贴面。 关键词：杂交鹅掌楸薄木染色上染量色差材色指数 s t u d yo nt h ep r o c e s s i n ga n du t i i i z a t i o no f t h eh y b r i dt u i i pw o o d a b s t r a c t t h eh y b r i dt u l i p ( f r 如出 加以( 确f 胛p s 已f “幼咖，口) t r e e sg r o wq u i c k ly ，m ep 0 1 eo f w h i c hi sb i ga n ds t r a i 曲t ，h a v ea 风t g f o w i n gc h a r a c t e r i s t i c ，a r et h eo p t i m a l r o a d s m et r e e s a n dt h eb o t a n i c a lg a r d e nt r e e s a tp r e s e m ，t h eb r e e d i n ga n dt h ec u l t i v a t i o no ft h eh y b r i d t u l i pt r c e sh a dt h el o n gh i s t o r ya n dh a dab i gs c a l e ，s p e c i a l l yt h ep r o j e c tt c a ml e db y n a n j i n gf o r e s t r yu n i v e r s i t y a s s i s t a n td i r e c t o rp r o f e s s o rs l l i j i s e nh a dn l en e w b r e a k 恤o u 曲i nt h eb r c e d i n gt e c h n o l o g ya s p e c tr e c e n t l y ，t h es e e d l i n gr e s t r i c t i o nc h o k e p o i n tw a sa i r e a d ys o i v e d ，s o u t j l ，i nr e c e n ty e a r st h eh y b r i dt u l i pt r e e sh a ds t a f t e dt ob e c o m e t h ea f f o r c s t a t i o nt r e e si nm o u n t a i n o u sa r e a sa n dm ep l a i na r e a s b u tt h en a t u r ea n dt h e p r o c e s s i n gc h a r a c t e ro fm i sk i n do fl 砌b e ra 1 1 d ，t h em a i nu t i l i z i n gd i r e c t i o nh a sn o tb e e n s t u d i e dt h o r o u g ha n ds y s t e m a t i c a l l y w h i c ha 疗c c t st h ep e o p l e se n t h u s i a s mi np l a n t i n g h y b r i dc h i n e s et u l i pt r e e s i no r d e rt ou t i l j z et h eh y b r i dt u l i pt r e et i m b e re m c i e n t l y ， e n h a n c et h ee c o n o m ya n dt h es o c i a ib e n e f i to ft h eh y b r i dt u l i p 仃e e1 u m b e r ，t h i st h e s i sh a s s t u d i e dt t l ei n n u e n c e t o r sa n dt h eo p t i m i z e dc o n d i t i o no ft l l eh y b r i dt u i i pt r e e sl 砌b e r p l y w o o dq u a l i t yu n d e rt h e s u b s i d i z a t i o na n dm ei n s t m c t i o no fa s s i s t a n td i r e c t o rs h ij i s e n ， t a k i n gt h eh y b r i dt u l i pt r e ev e n e e ra st e s tm a t e r i a la n ds e l e c t i n gt h ea c i dd y e sa i l dt h e r e a c t i v ed y e s ，s t u d i e do nt h er e l a t i o n so f t h ev e n e e ra b s o r p t i o na t l dt h ed y e i n gc r a r ，a n dt h e i n n u e n c eo ft h ed y e i n gc r a f tc o n d i t i o n st ot h ew o o dc o l o rp a r 锄e t e r sa n dt h ec h r o m a t i c a b e r r a t i o no fd y e i n gv e n e e r ，r e s e a r c h e di nt h ed y e i n gc r a f tt e c h n o l o g yo ft h eh y b r i dt u l i p t r e e si m i t a t i n gm eb l a c kw a l n u ta n ds oo na m e r i c a nc h e r r y ，d r a w ( h ec o n d u s i o na s f o i l o w s ： t h el i v i n gl u n 曲e ro ft h eh y b r i dt u l i p 廿e e sc a i lb eu s e di nt c v o l v i n go nl a t h ec u t s ，a l s o a d o p t t t l ew a t e rt os o a kp r o c e s s i n g w h e nr e v o l v i n gm eh y b r i dc h i n e s et i l l i p 廿c e so nl a t h e c u t s ，t ng r i n da n g l ei s2 1 5 0 ，c l e a r a n c ea n 9 1 ei s2 。a p p r o x i m a t e l y i nt 1 1 ee x p e r i m e n t a l s c c t o ro ft h i sr c s e a r c h ，a l o n gw i t hm e 瑚o - c o m p r e s s i o nt e m p e r a t u r er i s i n g ，t h ep l y w o o d a g g l m i n a t i o n m t e l l s i _ 【ys t a n st or i s cg m d u a l l y w h e n1 1o a c h i e v i n gm em a x i m u m ， a f t e n v 耵d ss l o w l yd r o p s ；a 1 0 n gw i mt h et l l e m l o c o m p r e s s i o nt i m ea n dt l l en l b b e rq u a n t i t y r e d u c t i o n ，m ea g g l u t i n a t i o ni n t e n s i t yr e d u c e s ；a l o n gw i t ht h ep r e s s u r eh e i 曲t c n i n g ，t h e a g g l u t i n a t i o ni n t e n s i t yr i s e sg r a d u a l l y a c h i e v e st h em a x i m u m ，t l l e ns t a r t ss l o w l yt od r o p t h eg o o dc m f ti s 血e 也e m o c o m p r e s s i o nt e m p e r a t u r e l l o ，m e m l o c o m p r e s s i o n p r c s s l l r e0 9 m p a ，t h e n n o c o m p r e s s i o nt i m eo 8 m i i i m m ( t t l i c k ) ， m em b b e rq u a n t 时 3 0 0 9 m 2 ( 撕o s i d e s ) 1 1 1 ed y e dh y b r i dc l l i l l c s et l l l i pt r c e sv e n e e rb yf o u rk i i i d so fd y e s ，t h eq u a m 畸o fd y i n g r i s e so ra r et h eu n d u l a t i o nt r e n do fe s c a l a t i o n ，a l o i 培w i mt h ed y el i q u o rd e n s i t y e i l h a i l c e m e n t a l o n g 、i 也t 蚰el e n g m e n i n go rt h et e m p e r a t u r er i s m g ，t l l eq 啪t i t yo fd y i n g o ff o l l rk i l l d so fd y e sp r e s e m st 1 1 eu n d u l a t i o nc h a l l g eo ru n d u l a t i o ni n c r e a s m gi n 也ef e w s c o p e s u n d c rt h es 锄ec r a f tp o n d i t i o n ，t h eq u 孤t i t yo fd y i n go ft h er e a c t i v ed y e st ov e n e e r i sh i g l l e rt h a nm a to f m ea c i dd y e s r r kr e s e a r c h ，u s i n g4k i n d so fd y e s ，w i t h4h n d so fd y ei i q u o r sd e n s i t i e s ( o 0 1 o 15 ) ， c a r r i e so nt l l ed y e i i l gi n4k i n d so fd y e i n gt e m p e r a t u r e s ( 4 0 l o o ) a n du n d e rt h e4 d y e i n gt i m ec o n d i t i o n ( 1 4 h ) b e s i d e sa c t i v ec o l o r f u lb l u ek n r ，t h ew h i t e nh y b r i dt u l i p t r e ev e n e e r s e 唪v a i u e sw 1 1 i c ha r ec a u s e db yo t h e rt 1 1 工e ek i n d so fd y e se i m a n c ea l o n g w i t l lm ed y e1 i q u o rd e f l s i t ye n h a l l c e su n c e a s m g l y ，w h i c hi sc o n s i s t c n tt ot h em l et h a t 山e v e n e e ra b s o r p t i o no fd y e si n c r e a s e su n c e a s i n g l ya l o n gw i t hm ed y el i q u o rd e n s i t ye n h a n c e s u n d e rt h ed y e i n gt e m p e r a t u r e8 0 c o n d i t i o n ，a l o n gw i mt 1 1 ed y el i q u o rd e n s i t y e n h a n c e m e n t ，f o u rk i n d so fd y e s sl 4v a i u e sa l li sp r e s e n t i n gm ed r o pt c n d e n c y ，a c i dd y e s d r o pt c n d e n c yi sq u i c k e rc o m p a f e dt or e a c t i v ed y e s ；e a c h 虹n do fd y e s a 幸v a l u ep r e s e n t t 1 1 ed i 饪b r e ms c o p et oi n c r e a s eg r a d u a l l y ，t h eb + v a l u e sp r e s e n tt h ed i f f | e r e n tm l ec h a l l g e s ； b e s i d e sa c t i v ec o l o r f u ib l u ek n r s e 4v a l u ee n h a n c e sf i r s td r o p sa g a i n ，o t h e rd y e s e 牛v a l u e sp r e s c n te n h a n c e m e n tb vd i f ! e b r e n ts c o p e u n d e rm ed y e i n gt e m p e r a t u r e8 0 c o n d i t i o n ，a l o n gw i t hd y e i n gt i m el e n 垂h e n i n 岛t h el 卡v a l u e so fv e n e e rw h i c ha r ec a u s e d b ya c i ds c a r l e tg r sa n da c t i v eb f i 曲tr e dx - 3 bp r e s e n tt h eu n d u l a t i o n ，m o s eo fw e a ka c i d d a r kb l u e5 ra 士1 dt h ea c t i v ec o i o r 削b j u ek n ru l l d u l “o nd r o p ；t h ea + v a i u e sa n dm eb + v a l u e sh a v em ec e r t a i nn u c t u a t i o ni nr e s p e c t i v es c o p e ；也e e + v a l u eh a st h ei n c r c a s eo r d o e sn o th a v et h eo b v i o u sc h a n g el l l l d e r 竹i ed i 丘色r e n td e n s i t y u n d e rm ed y e i n 2t i m e2 h c o n d i t i o n ，a l o n g 丽t ht h ed y e i n gt e m p e r a n l r cr i s i n g ，t h el + v a l u e sw h i c ha r ec a u s e db ya c i d s c a r l e tg r sa n dt h ea c t i v eb r i g h tr e dx 3 bp r e s e n tt l l eu n d u l a t i o n 。t h o s eo fw e a l ( a c i dd a r k b l u e5 ra i l dt h ea c t i v ec o l o r 矗l lb l u ek n ru n d u l a t i o nt od r o d ：t h ea 4v a l u e sa 1 1 dt h eb + 1 u e sh a v et h ec e r t a i nn u c t u a t i o ni nr e s p e c t i v es c o p e ，t h eb + v a l u e so fa c i ds c a r l e t0 r s a n dm ea c t i v eb r ig 】1 tr e dx 一3 bp r e s e n tt h eu n d u l a t i o nt oi n c r e a s e ，也o s eo fw e d ka c i dd a r k b l u e5 ra i l dm ea c t i v ec o l o r m lb l u ek n ra s s 哪et h eu n d u l a t i o nt od r o p ；t h e e + v a l u c s p r e s e n ti n c r e a s ei n 恤es m a l ls c o p eu i l d u l a t i o no rm eu n d u l a t i o n t h ev a r i a l l c ea n a l y s i s r e s u l ts h o 、v e dt h a t ，m ed e n s i t yf a c t o ri st h em o s tp r i m a r yf a c t o rm a ta f f e c t st h es u r f a c e w o o dc o l o rp a r a m e t e r sa n dt l l ec h r o m a t i ca b e 姗t i o nw h i c hf o u rk i n d so fd y e sc a u s e u n d e rt h es a m ed y e i n 2c r a rc o n d i t i o n ，m ec h m m a t i ca b e 仃a t i o n sw h i c hm er e a c t i v ed y e s c a u s ea r eb i gg i 圩也a nw h i c ho f t h ea c i dd y e sc a u s e t h eg o o dc r mo ft h eh y b r i dt 1 1 l i pt r c e si m i 诅t 堍t h eb l a c kw a l 加tv c n e e rd y e i n gi s ： a c i ds c a r l e tg r s ：w b a ka c i dd a r kb l u e5 r ：a c i d i c1 i 窑h tv e l l o wg = 8 2 ：1 4 ：4 ，s o l i ds t a i l l 0 1 5 ，1 e v e l i n ga g e mo 1 ，p hv a l u c4 8 ，d y e i n gt e m p e r a t u r e8 0 ，d y e i n gt i m e2 h ，d y e 1 i q u o rd e l l s 姆0 1 0 1 1 1 eg o o dc r a f to f l eh y b r i dt u l i pt r e e si m i t a t i n gt h ca m e r i c 肌c h e r r y d v e i n gi s ：a c i ds c a r l e tg r s ：w j a l 【a c i dd a r kb l u e5 r ：a c i d i cl i g h ty e l l o wg = 2 ：2 ：l o ， s o l i ds t a i n0 1 5 ，l e v e l i r 培a g e n t0 1 ，p h v a l u e4 8 ，d y e i n gt c r n p e 阳t 1 】r e8 0 ，d y e i n g t i m e2 h ，d v el i q u o rd e n s i t yo 1 0 t h ee x p e r i m e n t 口r o v e d ，t h ec h r o m a t i ca b e r r a t i o no f 血e d v e i l l gh y b r i dt l l l 硒t r e ev e n e e rw i t l lt h en a t u r a lb l a c kw a l n u ta n dt h en a t 吼la m e r i c a n c h e n yv e e e ri sr e s p e c t i v e l y0 4 4 6n b sa i i do 4 6 1n b s ，h 啪a i l sn a k e de y cd i s t i n g u i s h e s n e a r l yw i t hd i m c u l 钒s om e v m a yr e p l a c e a n l r cv e n e c ru s i n gd i r e c t l yi nt h ec o v e l k e yw o r d s ：t h eh y b r i dt l l i 瑙f r f o 如m 帕以劬加e s e 规f ”坳归r 口) t r e e s ，v e n e c rd y e i n g ， a b s o r p t i o n ，c h r o m a t i ca b e r f a t i o n ，w o o dc o l o r m d e x 致谢 y9 0 6 3 1 3 本文是在张齐生院士的悉心指导下完成的，自论文选题，到研究内容的安排、技术路 线的选择、论文的撰写各个研究环节都倾注了导师的精心指导和亲切关怀。导师严谨的治 学态度、精深的专业造诣，给予作者深刻的教诲和启迪，在此表示深深的感谢。 在整个研究过程中，尤其到了施季森副校长给予作者的资助和多方面的帮助，在此表 示非常的感谢。此外，本文还得到了蒋身学教授、孙丰文副教授、许斌老师与何文老师的 支持、帮助和指导，在此也表示深深的谢意。在试验过程中，得到浙江德华兔宝宝新材装 饰有限公司技术中心技术员工的支持和帮助，在此也表示深深的谢意。 衷心地感谢我的家人一致以来对我的支持和帮助。 最后向所有关心和帮助过我的老师、亲人、同学和朋友表示最诚挚的谢意。 黄仙爱 2 0 0 6 年5 月于南京 1 1 鹅掌楸与杂交鹅掌楸 论 鹅掌揪，又称马褂木、鸭脚木、九层皮、枫荷树等，是木兰科( 删叠印d 肠钟) 鹅掌楸 属( 三f r f o 如h 挑h ) 的植物【1 1 。该属仅存两种，一种名为北美鹅掌楸仁f “f 初如阳三) 分布于北 美的东南部，主要生长于美国和加拿大境内。另一种为中国鹅掌楸犯c 加p 瑚g 臼诒珑矗， 悍) ，分布于我国中、北亚热带地区( 从东部的浙江、福建延伸到西南部的云南、中越 边界) 1 2 j 。虽然分布区域广，但是目前多呈小群体分布。其中分布于中国境内的鹅掌楸已 被列为国家二级珍稀濒危保护树种【3 j 。 北美鹅掌楸仁m 幼毋r 口三) ，是世界珍稀名贵观赏风景树，同样树姿挺秀，叶形美丽， 树形端正，树序整齐，花大而美。老龄树枝条平展，或微向下垂。花期琼英压树，翠帜覆 地，奇丽优雅。在美国。大量的北美鹅掌楸木材用于装饰、胶合板、芯材、造纸等p ”。但 是其自身繁殖能力差，自然结实率低p ”。施季森和陈金慧等的研究成功地解决了组培苗生 根以及移栽后的成活这两大难关，为鹅掌楸的快速繁殖提供了一条有效途径 9 6 】。 中国鹅掌楸幽f n 8 艘纰脚 j 曲憾) 树形美观；叶形奇特叶片宽大，微凹，两侧通畅 格局有一裂片，先端截形，叶形俨然如中国古装“马褂”一般，故俗称马褂木；春天枝条 顶端开端开炎黄色大型花朵，其状如杯似碗，光灿悦目，观赏价值高，果实圆锥形，极其 美观。该树种对二氧化硫和氯气有较强的抗性，广泛用于园林绿化。另外，鹅掌楸属植物 木材淡红褐色，纹理通直，色泽美观，结构细密，材质轻软，刨面光滑，适合用作胶合板、 纸浆、家具以及屋内装饰用材，也可以用于建筑、造船等，经济价值极高，也是重要的用 材树种。 杂交鹅掌楸( lc h i n e n s exl “i p i f e r a ) 乃由我国己故著名林木育种专家、南京林业大 学叶培忠先生等人于1 9 6 3 年用中国马褂木为母本与北美鹅掌楸杂交后选育而成的】。其 主干明显，通直圆满干形好，比鹅掌楸更早进入速生期【5 】。试验证明，杂种鹅掌楸后代具 有明显的杂种优势岍 。其树形美观，叶形奇特，花大鲜艳，是一种重要的庭院绿化树种，也是 重要的用材树种1 9 弘1 0 0 1 。杂交鹅掌楸保留了其母父本两者的优良性状，不仅树形比亲本更 加通直，花叶更加幽丽；而且生长也更加迅速。如1 9 6 5 年栽植于浙江富阳中国林科院亚 林所的杂种马褂木，1 2 年生时书高达1 4 米，胸径达3 7 厘米；另据北京市园林局将杂种 马褂木作城市行道树试种，在北京地区表现出耐寒性强，生长迅速的特点：同时该树种无 其他树种果毛飞散造成的空气污染之倪【2 】。杂交鹅掌楸由于其速生性强，轮伐期短，材积 量大，抗逆性强，生长特性优于当前市场热销的速生杨系列品种，无论从观赏性还是其木 材用途方面，都属上等树种1 7 “】。 表l 。1 中国林科院亚标所三种鹅掌楸1 9 9 0 年( 2 5 年生) 测定结果1 6 】 徐朝阳等研究得出：杂交鹅掌楸的气于密度为0 5 4 4 9 c m 3 ，接近中等( 中等为o 5 5 一o 7 5 2 c m 3 ) ，介于中国鹅掌楸和北美鹅掌楸之间，按国产木材干缩性的分级属于中等 6 8 ， 根据木材力学性质5 级划分法【6 9 】抗弯弹性模量属于低级，抗弯强度属于中级，顺纹抗压强度 属于中级，综合强度( 综合强度为顺纹抗压强度和抗弯强度之和) 属于高级，冲击韧性为 中等【7 0 ，重量、硬度及强度适中，干缩性中等。杂交鹅掌楸各项材性指标与其它人工林 木材材性比较表明：杂交鹅掌楸是一种优良的人工林树种【7 。其木材白色或浅黄，心边 材区别明显，心材颜色较深，呈浅绿色，纹理通直、结构细而均匀、变形小，是优良的家 具、室内装饰用材，也可做轻型结构用材，并且生长快，可作为速生工业用在人工林推广 栽培。 杂交鹅掌楸虽然有许多优越性，但杂交制种受到季节限制，影响了杂交鹅掌楸的推广 应用。自2 0 世纪7 0 年代以来，许多学者对于杂交鹅掌楸的组织培养和快繁技术进行了一 些探索，但始终没有突破性进展，至今未能形成生产性大规模应用“1 。旋季森等通过诱导 丛芽与植株再生，为杂交鹅掌楸的快速繁殖提供了一条有效途径。陈金慧等利用杂交种 体细胞，建立了杂交鹅掌楸体细胞胚胎发生技术和快速成苗体系，开辟了杂交鹅掌楸产业 化开发的新途径“”1 。陈金慧、施季森利用建立的杂交鹅掌楸体细胞胚性培养物为研究材 料，以扫描电镜技术系统地观察研究了非胚性愈伤和胚性愈伤组织细胞之间结构的差异、 非胚性愈伤向胚性愈伤组织的转变过程，以及体细胞胚胎发育各个阶段形态上的特征，为 杂交鹅掌楸体细胞胚胎发生提供细胞学上的证据“。 近年来，鹅掌揪文献量在造林学、林木育种学及森林生物学三个方面很多【6 j ，杂交鹅 掌楸研究的重点是造林学、林木育种学及森林生物学，其育种和栽培已有较长的历史和较 大的规模，特别是南京林业大学副校长施季森教授领导的课题组近年来在育种技术方面有 了新的突破，种苗制约的瓶颈已经得到解决，近几年杂交鹅掌楸已开始成为南方山区和平 原的造林绿化树种。但是该种木材的材性和加工性能，特别是该种木材的主要利用方向至 今未开展深入、系统地研究，影响了人们大力推广种植杂交鹅掌楸的积极性。为了高效利 用杂交鹅掌楸木材资源，提高杂交鹅掌楸木材利用的经济和社会效益，本文在施季森副校 长的资助和指导下研究杂交鹅掌楸木材加工利用方法，寻找最科学、合理、经济的木材应 用途径，对充分认识和开发杂交鹅掌楸木材的利用潜能，扩大其适用范围，提高其利用水 平和实现木材工业的可持续发展具有重要意义，是一项具有开创意义的积极必要的工作， 具有重要的理论意义和使用价值。 1 2 杂交鹅掌楸木材高附加值利用的主要途径 在人们的日常生活中，木材扮演着重要的角色。目前，我国木材年需求量约2 6 2 8 亿m 3 ，实际可能供应量约为1 4 2 亿m 3 ，扣除薪炭材年均缺口约3 3 0 0 4 3 0 0 万m 3 。 杂交鹅掌楸木材可广泛用于家具结构材，建筑和车船的室内装修，如装饰贴面板、护 墙板、门窗、线条、楼梯扶手等，刨切薄木和组合染色薄木，以及像框、乐器等细木工制 品等。但并不是每种利用途径对杂交鹅掌楸木材利用都是高附加值的利用。寻找适合杂交 鹅掌楸木材的最科学最合理的高附加值的利用途径是一项非常有意义的研究工作。 木材科学与技术，是深入探索木材材质、材性及其与培育、利用关系的原理和规律， 研究术材在加工利用过程中表现出的各种加工特性，制订最优木材加工工艺和最佳木材利 用途径，并为进一步开发木材工业新产品新工艺和适用高新技术提供科学方法和理论依据 9 。人造板是以木材或其他植物纤维为原料，通过专门的工艺加工过程，施加胶粘剂或不 施加胶粘剂，在一定的条件下压制而成的板材或型材。针对单板、纤维和刨花三类原料， 分为胶合板、纤维板和刨花板。今天人造板工业已经成为我国木材工业的一个重要分支 【1 0 l 。 胶合板的芨展已经有一百多年的历史，是人造板中性能最好的板材，其应用范围也最 为广泛，建筑、家具、车船、包装、乐器、航空等行业都离不开它。制造胶合板是目前人 工林主干材的主要利用途径。目前生产胶合板有三大区域：北美以针叶材生产厚单板压制 结构用厚胶合板：北欧以小径木生产接长单板压制结构用横纹胶合板；东南亚热带雨林阔 叶林主要生产三层胶合板。中国以生产三层胶合板为主，现在已经广泛应用人工林树木制 作胶合板芯板，但是胶合板表板的用材要求和标准要比芯材高很多，我国现有的大量栽培 的速生杨木、杉木和桉木满足不了胶合板表板的要求，然而，随着珍贵木材资源的减少， 供需紧张的局面日益尖锐，我国生产胶合板表板的天然树种木材资源已经枯竭，所以我国 作胶合板表板用的木材树种主要依赖进口，这样增加了胶合板生产成本i l 。因此，开发 一种新型的能满足胶合板表板要求的人工林速生材应用，显得尤为重要。由于杂交鹅掌楸 木材色浅，结构细，无胶质木纤维，旋切性能优，材质远远优于当前市场上流行的速生杨 木、桉木和松木，所以其用于胶合板表板材料，无疑是高附加值利用的主要途径之一。 装饰人造板是利用天然珍贵木质装饰薄木或是人造薄木木贴在胶合板表面制成的板 材。其表面的天然木质装饰薄木是优良木材经刨切或旋切加工方法制成的薄木片。因而其 表面木质纹理是天然的木材纹理，具有良好的装饰效果。装饰人造板产品主要是用于室内 外建筑、公共场所的装饰装修和家具生产u ”，根据使用要求，对目前企业主要生产的素 材人造板进行二次加工，尤其是用装饰薄木贴面的人造板是市场需求量最大的产品。然而， 我国生产天然装饰薄木的珍贵树种优质木材资源已经枯竭，特别是天然林保护工程实施以 来，我国主要依赖进口珍贵树种木材。在人造板表面装饰材料发展过程中，首先是利用天 然林珍贵树种木材通过刨切和旋切加工成薄木和单板【l “，用于家具生产和建筑室内装修。 随着天然林优质材资源的锐减，我国如集成薄木、染色薄木等人造薄木新型装饰材料的生 产和应用在改革开放以来取得了很大的发展。人造薄木有两种，一种是组合染色薄木，是 用价格比较低廉的原木旋切制成的单板，经一定工艺染色和胶合压制成木方，再经刨切制 成的薄木，这种人造装饰薄木对木材的材质要求不高，但是它对技术和工艺要求很高，流 程相对复杂，可以实现低等速生木材的高附加值利用，现在市场上流行的速生杨木、桉木 和松木都可以用作该产品生产：还有一种人造装饰薄木是染色薄木，将资源丰富的人工树 种木材刨切成薄木，经漂白染色等加工处理，使之与特定的天然珍贵树种颜色相近，从而 代替天然珍贵树种木材薄木用于直接贴面，这种染色薄木相对于组合染色薄木对染色木材 材质要求高的多，而且要求所选用染色木材与预仿的天然珍贵木材纹理相似，但是该染色 薄木生产工艺流程简单，可以实现木材更高附加值的利用。由于速生杨木等速生人工林木 材自身材性缺陷的限制，不适合应用于染色薄木，而杂交鹅掌楸木材的材质远远优于当前 市场上流行的速生杨木、桉木和松木，其木材白色或浅黄，纹理通直、结构细而均匀、变 形小，所以要寻找有更高附加值的利用途径，染色薄木相对于人造薄木而言，工艺相对简 单，但是对木材材性要求更高，由于杂交鹅掌楸木材材性的优势，其染色薄木的应用是科 学、合理和经济利用杂交鹅掌楸的又一高附加值应用途径。 1 3 木材染色的研究现状和展望 木材染色是改善木材视觉特性的一个方面，是模拟装饰的重要方法之一，也是生产人 造薄木的基础。它可以分为立木染色和木材染色两大类，前者是指通过控制生长条件而使 木材中的天然物质在生长过程中发生颜色变化；后者是通过物理( 渗透、扩散和吸附) 作用、 化学f 产生化学反应1 作用使木材与着色剂结合而产生人们所需要的颜色及效果的过程。它 不仅改善木材原有的表面物理及化学特性，使木材获得牢固的颜色，还能模仿珍贵树种的 颜色，改善木材的视觉效果，使木材纹理更为清晰悦目，增强木制品外观色彩的装饰效果， 突出和加强木材原有的视觉特性，提高木制品的装饰效果和木材的利用品质，因而越来越 受到消费者的青睐和家具及装饰行业的重视。 在我国，木材染色的历史虽然很久，如福建漆器的着色、苏州红木家具生产，都有丰 富的经验，但早期的染色绝大部分是把染料涂刷在木材表面，并未渗透到木材内部，也未 进行木材染色理论方面的研究。近几年来，我国科研工作者对木材染色理论和技术等研究 给予了极大的关注，我国的科研单位和高等院校陆续开展了木材染色的研究工作。到8 0 年代中期，我国广东等南方沿海城市也曾大量使用人造薄木贴面胶合板进行室内装修，但 是人造薄木主要是从日本、香港等地购进。虽已有不少人进行人造薄木的研究，但是由于 生产工艺的问题导致人造薄木的外观质量不理想，因而未形成工业化生产。9 0 年代，我国 一些大型木材加工企业自行研究或利用国外技术已开始生产染色单板【1 ”】。在一些科研 单位和高等院校如中国林业科学研究院木材所、北京木材工业研究所、东北林业大学等单 位也进行了这方面的研究，并取得了一定的成果。顾丽莉等通过酸性染料对低质木材单板 进行染色对比试验研究，提出酸性染料对川滇桤木、滇杨、西南桦木等低质阔叶材有较好 的易染性，并对影响染色工艺的因素进行了初步探讨【l q 。段新芳等用壳聚糖前处理来提 高木材表面染色效果进行研究【1 7 】。胡淑宜等研究了木材主要化学成分的染色及其对木材 4 纹理的影响，试验证实同一染料对木材的主要化学组分的染色性不同，不同染料对木材纹 理的深化程度不同【1 8 】。马掌法等分别研究了人工杉木、泡桐等木材的染色工艺2 0 1 。木 材单板薄木染色方面的研究也很多，孙丽等研究了薄木染色的方法【2 ”，徐鹏比较了单板 染色工艺并研究了如何正确解决单板染色加工过程中出现的质量问题【2 。2 3 】，邓邵平等对 装饰单板染色工艺进行了研究。仿珍贵薄木染色研究方面，陈玉和研究了仿黑胡桃薄 木染色与贴面技术【2 5 唁引，黄宗冀等研究了仿花梨木单板染色工艺【2 引，徐剑莹等研究了香 樟木单板仿黑胡桃木单板【2 9 】，张建辉等也对仿珍贵木材的单板染色技术作了研究【3 0 。研 究表明选用速生木板作基材，经干燥、漂白、染色等工艺处理后，与珍贵木材十分相似， 达到了以假乱真效果。杂交鹅掌楸木材含有丰富的内含物，木材不易漂白，对漂白的耐水 性与耐光性效果也可能会有影响口“。 1 9 世纪5 0 年代西方工业国家纺织业兴起，染料需求量加大。1 8 5 6 年，合成染料之父、 英国化学家( w h p e 出n ) 利用焦油、苯胺、重铬酸钾合成第一种合成染料苯胺紫 ( m a r v e i n e ) ，并投入生产。此后合成染料纷纷出现，2 0 世纪初第一支稠环还原染料问世， 2 0 世纪中叶活性染料快速崛起。尤其近2 0 年来，合成纤维的迅猛发展为有机染料的应 用拓宽了新领地【3 ”。木材染色技术应用始于7 0 年代，首先在意大利开始生产染色单板【3 ” 4