浙江楠木研究.doc

浙江楠木研究摘要：本文以浙江楠木作为研究对象，对其进行木材解剖构造研究，研究表明：浙江楠木的平均纤维长度为735.01m，平均宽度为19.78m，双壁平均厚度为134.52m，腔壁平均厚度为6.33，腔径比为0.68，长宽比值 37.16;纤维长度，纤维宽度，纤维腔厚，腔径比随着年轮的增长木纤维的没有明显的增长趋势，说明成熟的楠木细胞比较稳定，只是受到当年环境因素而有不同的形态，质地比较均匀，木纤维排列比较紧密。关键词；楠木、木纤维、长宽比、壁腔比Abstract：In this paper, Zhejiang Phoebe as the research object, its wood anatomy studies, research showed that: the average fiber length of Zhejiang Phoebe is 735.01m, an average width of 19.78m, double-walled average thickness of 134.52m, the average wall thickness of 6.33, lumen diameter ratio was 0.68, the aspect ratio of the value of 37.16; fiber length, width and thickness of the fiber cavity, the cavity diameter ratio with no clear growth trend growth rings of wood fibers, indicating Phoebe mature cells is relatively stable, but by the year environmental factors have different shapes, uniform texture, the wood fibers are arranged more closely.Key words: Phoebe, wood fiber, aspect ratio、wall cavity ratio目录1 引言 41.1 竹材防霉的意义 11.2 竹材霉菌的研究 21.2.1 竹材霉菌的种类 21.2.2 竹材霉菌生理特性研究 31.3 竹材防霉剂的研究及发展趋势 41.3.1 竹材用防霉剂的研究 41.3.2 竹材防霉方法 61.3.3竹材防霉发展趋势 72 材料与方法 72.1 材料 72.1.1 试材 72.1.2 化学试剂 72.2 方法 72.2.1 试验季节及环境条件 72.2.2 防霉处理 82.2.3 试验条件 92.2.4 检查方法 92.2.5 防治效力计算 103 结果与分析 103.1 试件对各药剂吸药量分析 103.2 各防霉效果 113.2.1 防霉剂在试验周期内对竹材的防霉效果 113.2.2不同添加剂对防霉剂综合防治效力的影响 144 结论与建议 164.1 结论 164.2 建议 165 参考文献 176 致谢 181 引言1.1 楠木的介绍楠木，为中亚热带常绿乔木，最高可达30余米，胸径可达1米。13而一般楠木主要是指桢楠属(phoebe nees)和润楠属( Machilus nees）。桢楠属是楠木本的，它又分有金丝楠，缅甸楠和小叶楠等。润楠属一般都被归类于楠木的旁类，主要有水楠，大叶楠，滇楠，紫楠等。楠木为樟科常绿大乔木，国家二级保护渐危种分布区位于亚热带常绿阔叶林区西部，气候温暖湿润，生长在气温约0-38摄氏度，年降水量14001600毫米的亚热带区域。131.1.1 楠木的生长特性楠木是属于很珍贵的木材资源，主要分布在中国和南亚一些国家，在我国贵州、四川、重庆、湖北等地区有天然分布，由于它特有的性质，导致人类一度过量的砍伐，使之曾一度频临灭绝。现存的楠木林，多数都是人工栽培的半自然林和风景保护林，而楠木的生长周期相对较为缓慢，很难形成大片的楠木林区也是楠木成为珍贵木材资源的一个主要原因。而在庙宇、村舍、公园、庭院等处尚有少量的大树，但也由于病虫危害较严重和认为有意无意的破坏，导致其相继的衰亡。楠木是属于“大器晚成”型的，前面也提到过，它的生长周期十分缓慢，一般前20年只能长高五米，而之后的3050年还不是它的生长旺盛期。只有在进入60年以后，才是它的兴旺期。它并在60年之后的30年里猛涨，所以，人们称楠木为“大器晚成的珍贵之木”。导致楠木大器晚成的原因是，它是典型的阴生植物，幼时杂处在豁的树木之中，受阳光较少，可是到了它的后期，躯干渐渐超过四周的树木，受阳光而积大为增多，生长速度也就迅速增长。资料载：明十三陵长陵的棱恩殿是现存最大的楠木殿，殿内的60根巨柱，都是用整根金丝楠木制成的，直径很粗，得要两人合抱。1.1.2 楠木的特点楠木很耐腐，特别是一些金丝楠经过特殊处理后能被埋在地下而几千年不腐烂，晚明谢在杭五杂俎提到：楠木生楚蜀者，深山穷谷不知年岁，百丈之干，半埋沙土，故截以为棺，谓之沙板。佳板解之中有纹理，坚如铁石。试之者，以署月做盒，盛生肉经数宿启之，色不变也。楠木又属樟科，因此楠木也有很好的防虫性。古代皇家书箱书柜定金丝楠木，现代有极贵重的书籍和纪念品只要有条件也要金丝楠木做盒,而金丝楠木抗腐木菌、白蚁的侵蚀，抗海生钻木动物蛀蚀性也强。同时楠木木材也十分特殊，它能冬天不凉，夏天不热，这样不会对我们身体有刺激作用，这是其他硬木所不具备的，也是比其他硬木更适合做成家具的一个十分重要的原因。由于楠木的文理什么顺畅，导致它不易翘曲，木质也什么十分的坚硬。楠木的木纹也是十分美丽的，及其复合东方人的审美，尤其是金丝楠，它的纹细密瑰丽，精美异常，新切木表面黄中带绿，遇到下雨散发陈陈幽香。1.2 楠木的价值楠木生长在十分温暖湿润的地方，导致楠木极富有不腐不蛀有幽香的特质，并且有散寒化浊、利水消肿的功效。因此，楠木既具有药用价值，它既可以与其它重要一起起效，也可以单独作为一味独立的药材来使用。楠木可以用于治疗霍乱，霍乱一般在夏秋季节发病，主要由于感受暑湿、寒湿秽浊之气及饮食不洁所引起。以楠木枝叶煎汤汁服用，可以治疗霍乱。在明代大型医书普济方里，对楠木的药用功能也进行了详细的记载，书卷二百四十六“脚气门”记载楠木与其他药配伍使用，治疗脚气：“治脚气肿满大效。又方，樟木三斤，楠木二斤右件药细锉和匀。每度用半斤。以水三斗。煎至二斗。去滓看冷暖。于避风处淋蘸。”脚气主要是因为外感湿邪风毒，或饮食厚味所伤，积湿生热，流注腿脚而致病。用楠木与樟木配合使用，外用于脚气病症引发的水肿部位，效果非常好。楠木木质坚硬而且耐腐，具芳香气，硬度适中，弹性好易于加工，很少开裂和反挠，它是建筑和家具等的上等材料。楠木是生长在亚热带的乔木，其生长周期长达数百年，因此它是极其珍贵一种木材，也是我国的二级保护植物，它的耐腐蚀性极好，即使是在极端湿热的环境中，楠木家具也不易被氧化腐蚀，因此从古代开始，楠木就会被大量的用于制造家具。而众所周知，木材是很容易被白蚁等侵蚀的，白蚁也是木材最大的天敌之一，楠木在生长期的时候是比较容易被虫蛀的，而一旦成熟，其木质会分泌出一种独特的香味，这种香味是具有驱散蚊虫的作用，就和大部分樟科植物所分泌的香味差不多，而楠木家具都是用成熟的木材作为原料，因此楠木家具就具有极强的防虫防蛀性。楠木本身就性温和，即使在冬季也你去触摸它，他也不会令你感觉到寒冷，这是其他硬质木材所不具有的。楠木的木质紧密，所以它内部温度不会受外部部环境的影响，因此在楠木家具在冬季也具有良好的防寒性能，不会刺激人类的皮肤。楠木数百年的生长周期，导致了楠木的木纤维排列十分紧密，因此用于制造成的楠木家具很少会发生变形或者开裂等现象，这是其他材质的家具所不具备的特点。1.3 楠木的育林与防护1.3.1 楠木的现状楠木属约有94种，分布在亚洲及热带美洲。我国约有34种3变种，产于长江流域及以南地区，主产西南和华南，以云南，四川，湖北，贵州，广西，广东最多，多为珍贵用材树种。14而由于楠木木材特有的性质，使得野生楠木林在我国已经十分稀少，大多都是人工林，而楠木现在也属于国家二级保护树种，乱砍乱伐的现象才有所缓解。1.3.2 楠木的育林我国对现有野生楠木是十分重视的，对对残存的楠木，应制订有效保护措施，严禁砍伐，并积极进行抚育管理，防治病虫害，保护好现有资源。于此同时大力开展育苗造林，而楠木的育苗造林又不同于别的物种，需要有特殊的方式才行。楠木幼苗初期生长缓慢，喜阴湿，宜选择日照时间短，排灌方便，肥沃湿润的土壤作圃地。土质粘重，排水不良，易发生烂根；土壤干燥缺水，则幼苗生长不良，又易造成灼伤。而楠木造林一般都选择在冬季。如果是在春季造林，则必须进行一些技术处理，要在造林前用50mg/L的GGR6黄心土浆浆根1h后造林。16楠木对阳光的需求也很充分，楠木只能承受一定的荫蔽，间伐也有利于楠木的生长。楠木的生长对土壤要求也很高，需要充足的水分，根部也需要充足的养分，土壤温度，土壤碳含量，氧气含量也要适中。17而土壤的养分一般都来自其他植物的掉落，然后通过微生物降解被土壤吸收所产生的，因此凋落物对楠木的育林也是有一定影响的。土壤中含有的各种养分，各种养分就有不同元素组成，而不同元素所释放的率也是不同的。各营养元素的年释放率大小依次是K（81.2%）C（53.6%）N（36.9%）P（29.0%）。8而现如今由于技术和科技的完善，各种造价育林也被运用开来。利用各种短期植物，以短养来提高土地的利用率，同时也可以增加自己的经济效益。并发现，楠木与杉木的混交种植，有利于促进两种树木的生长与发育，楠木杉木的混交林的生长效率分别高于各自纯林。1.3.3 楠木的保护由于过去人们的滥砍滥伐，导致现在楠木材面积极度下降，我们应对现有楠木资源进行保护，严禁对其砍伐，提倡木材利用和节约使用木材，鼓励开发、利用木材代替品。积极开展抚育管理，防护和治理虫病害，保护好现有资源。国家对集体和个人造林、育林给予经济扶持或者长期的贷款补助。22 材料与方法2.1 材料2.1.1 试材实验材料取自27年生的南方楠木材，再从木材圆盘上截取3公分的木块，再在此 3 公分的木块上标出需要测量的年轮。然后再没个要测量的年轮上取通过髓心的沿南北方向的宽度为2cm的试条，共13块，用于测定纤维的长度，宽度，壁厚和腔厚。2.1.2 化学试剂低浓度硝酸，高浓度硝酸，氯酸钾，番红，固氯，不同浓度的酒精等。2.1 方法2.1.1 木材细胞离析运用硝酸-乙醇法。2（1） 将13块试条分别切成小火柴大小，切好的小木块放入试管中，注水将小木块淹没，然后把试管放入水浴锅中，水浴锅中的水要没过试管的水面并将它们煮沸，以排除其中的空气，加热至小木块沉入试管底部。（2） 取出试管，加入低浓度的硝酸（30%）和氯酸钾，轻甩试管后，再将其放入水浴锅内。等小木块变成红色或者白色时，并看到木块以有所解离，就可以取出试管，倒去硝酸和水。（3） 待试管冷却之后，用清水洗涤小木块，直到木块表面的酸被完全洗去为止。（4） 向试管注水至试管1/3处，用拇指按住试管开口并运用小臂的力量甩动试管，直至试管内的小木块变成木浆状。（5） 将木浆倒入表面皿中，滴上三滴番红并对其稍微加热，试木纤维充分染色。（6） 用滴管吸取适量被染色的木纤维悬浊液，滴至载玻片上，并用毛笔将其均匀的分布在载玻片上，盖上盖玻片并用吸水纸吸取多余的水分，然后即可放置于显微镜下进行观测了。2.1.2 楠木切片（1） 将欲切片的木块样本进行水域蒸煮起到软化的目的。（2） 将软化好的样本夹紧，将被切的面调至于刀面尽量水平。（3） 先进行试切，切削厚度调至15m。（4） 试切过后，再将切削厚度调制8m，切削速度不易过快，力度要适中，每个面都切取20个样本。（5） 没个截面分别截取最完整的切片进行切片染色，用番红进行单色染色。（6） 将染色完的试样先用低浓度的酒精将番红漂洗干净，经50%、75%、85%、95%、100%的酒精是切片的水分被酒精所取代，之后就可以装片进行观察了。2.2.3试件经药剂处理后，根据编号放置干燥阴凉处，以便日后的再次观察和使用。3. 结果与分析3.1 木纤维形态特征楠木的各阶段木纤维特征见表1。表1 楠木木纤维特征和其他参数年轮长度宽度腔厚双壁厚腔径比长宽比壁腔比/m /m /m /m1.00609.3317.4211.675.750.6748.280.493.00708.7417.9411.716.220.6539.510.536.00785.3320.9315.015.920.7237.520.397.00701.4317.9212.905.020.7239.150.399.00752.7619.2712.656.610.6639.070.5211.00747.4721.5513.308.240.6234.690.6213.00738.0121.9214.597.330.6733.670.5016.00656.1120.6112.638.330.6131.830.6619.00740.7820.0114.007.570.6435.670.5721.00774.9720.6411.918.730.5837.540.7323.00674.6716.0911.095.000.6942.290.4525.00763.8221.3413.967.380.6535.790.5327.00671.1518.4012.845.560.7036.480.43平均值 717.2719.5412.946.740.6637.810.533.2 木纤维长度研究和实验表明，纤维较短的木材一般力学强度都比较大，木材本事不易断裂，这样做得的家具都比较牢固，因此楠木具有很高的使用价值。从表1可以看出，这颗楠木的平均纤维长度为717.27m。3.2.1 木纤维的径向变异Pashin和Zeeuw将木材纤维的径向变异归纳为三种类型：I型，变化曲线是水平的说明成熟细胞的长度保持稳定不变；II型，从幼龄材向成熟材过渡的曲线表明长度逐渐增加；III型，抛物线表明细胞长度增长到一定最大值，然后缩短。由楠木木纤维长度的径向变异（图1）可以看出，楠木的木纤维长度没有明显的上升趋势，曲线比较平稳，没有大起大落，所以因属I型。由于楠木的幼龄期生长比较缓慢，20年后才能长高5米，只有到了60年后才是它的生长旺盛期，至此后的30年都是楠木的生长黄金期，所以我们并不能看出这一点，也是十分遗憾的。由图1可知这颗楠木木纤维长度最大值出现在第六年，而最小值是在第一年，曲线也十分的平稳，没有太突出的年份。3.2.2 不同的年轮木纤维长度分布的频率图1 不同年龄楠木纤维长度按照100m为间距进行统计，结果见图2。由图2可知，不同的年轮的楠木木纤维长度分布是不同的，第一年，木纤维长度主要集中在500900m之间，占总频率的82%，最大频率出现在500600之间，占总频率的40%；第三年，木纤维的长度就主要集中在600900m之间，这个频率呢也达到了中频率的80%，最大值出现在了800900m之间，有30%；第六年，木纤维的长度则集中在了500800m之间，频率也达到了82%，而最大值出现在了600700m，同时值得一提的是第六年也是我们所测得的年份中木纤维最长的一年；第七年，木纤维长度集中在了和第一年相同的地方500900m，不过频率呢要更高一点有90%，这一年的最大频率出现在了600700m，有30%；第九年，这一年的纤维长度则非常的集中，全部都在5001000m，而最大值出现在了800900m，占了30%；第十一年，纤维长度主要分布在500900m，频率是90%，最大值在800900m，占了总频率的34%；第十三年，这一年的纤维长度大都分布在600900m，占了总频率的92%，最大频率在700800m，有38%；第十六年，这一年的纤维长度主要分布在500800m，只有占总频率的74%，最大值实在500600m和700800m，都是26%；第十九年，这年的纤维长度主要都集中在500900m，占总频率的92%，最大值在700800m，有40%之多；第二十一年，木纤维长度主要集中在400800m，频率是总频率的82%,最大值在600700m，频率是30%；第二十三年，这一年的纤维长度也和第九年一样全部集中在5001000m，最大值则出现在700800m，频率是34%；第二十五年，这一年长度基本都集中在600900m，频率是84%，最大值在800900m有32%；第二十七年，这年的长度集中在500900m，频率是82%，最大值出现在500600m。图2 不同年龄木纤维分布频率3.3 木纤维宽度木纤维宽度对木材力学性质有一定的影响，而楠木的纤维宽度较小，这就说明楠木的抗变形能力比较强，不过也有一部分原因是这颗楠木还没有进入生长旺盛期，但是依旧说明楠木是很好很适合做成家具的。3.3.1 楠木木纤维的径向变异楠木的径向变异看图3，由图3可以看得出来，楠木的木纤维宽度变化非常小，几乎可以说是一条直线，从第一年到第七年还是有些幅度变化的，从第九年以后一直保持在20m左右，只有23年的时候有点浮动。楠木的纤维宽度最小年份出现在第一年，最小值是在17.42m，最大值出现在第十三年，而数值也只有21.92m，真心相当的平稳。图3 不同年龄楠木纤维宽度3.3.2 楠木木纤维宽度的频率分布楠木的平均纤维宽度是19.54m，按照每2m的间距，对木纤维宽度频率分布的统计见图4。由图4可知：第一年，这年的纤维宽度大都分布在1220m，占总频率的82%，而最大值出现在1618m，是32%；第三年，这年宽度大都集中在1222m，占总频率的74%，而最大值是在1416m，频率为24%；第六年，这年宽度大都集中在1624m，占总频率的82%，而最大值是在2224m，频率为32%；第七年，这年宽度大都集中在1224m，在这里的频率高达的90%，而最大值是在1618m，频率却只有20%；第九年，这年宽度大都在1424m，占总频率的82%，而最大值是在1820m，频率为24%；第十一年，这年宽度大部分集中在1824和24m，占总频率的84%，而最大值是在24m，频率为26%；第十三年，这年宽度集中在1824和24m，占总频率的86%，而最大值同样出现在大于等于24m，频率为26%；第十六年，这年宽度大都集中在1424和24m，它占总频率的92%，而最大值还是是在大于等于24m，不过频率只有20%；第十九年，这年宽度大都集中在1624和大于等于24m，占总频率的92%，而最大值就在1820m，频率为30%；第二十一年，这年宽度大都集中在1624和大于等于24m，占总频率的98%，而最大值是在2022和大于等于4m，频率为22%；第二十三年，这年宽度大都出现在1220m，占总频率的76%，而最大值是在1214m，频率为24%；第二十五年，这年宽度大都集中在1624和大于等于24m，而频率也高达的94%，而最大值是在2022m，频率为24%；第二十七年，这年宽度大都集中在1624m，频率也是这13组中最高的达到了98%，而最大值是在1618m，频率为26%；图4 不同年龄楠木纤维的宽度分布频率3.4 木纤维的双壁厚度纤维壁厚度不仅关系到纸张的强度，也是木材质量、基本密度和强度性质的基础。纤维双壁厚的大小对制浆的影响很大，纤维壁厚，形成的纸张组织蓬松而多空，撕裂度大而引力与爆破因子下降，壁薄则具有很强的张力，纸张耐折。3.4.1 木纤维双壁厚度的径向变异从楠木木纤维的双壁厚度径向变异（图5）可以看出，楠木木纤维的双壁厚度由第七年开始逐渐变厚而到第二十一年又变薄，大致变化不是很大。图5 不同年龄的楠木纤维双壁厚度3.4.2 木纤维双壁厚度频率分布图6是楠木木纤维的双壁厚度分布图，有图可知：第一年纤维双壁的厚度主要都出现在58m，这里出现的频率高达96%，这就可以看出第一年的纤维双壁厚度显著都不高，而最大值出现在了67m，频率在32%；第三年纤维双壁的厚度主要都出现在5和58m，这里出现的频率有86%，而最大值出现在了56m，频率在28%；第六年纤维双壁的厚度主要都出现在5和59m，这里出现的频率也有92%，而最大值却出现在了5m，频率也是28%；第七年纤维双壁的厚度主要都出现在5和57m，虽然跨度不大蛋频率却有90%之多，而最大值却也出现在了5m，频率高达56%；第九年和第六年几乎一样，只有最大值出现在了78,m，频率是在24%；第十一年纤维双壁的厚度主要都出现在58m，这里出现的频率只有70%，最大值却在10m，有24%；第十三年纤维双壁的厚度只有在58m，这里出现的频率也有80，而最大值在78m，频率是30%；第十六年纤维双壁的厚度主要都出现在510m，这里出现的频率也有82%，而最大值出现在了910m，频率是20%；第十九年纤维双壁的厚度主要都出现在510m，这里出现的频率也有88%，而最大值出现在了67m，频率是26%；第二十一年纤维双壁的厚度主要都出现在610和10m，这里出现的频率也是88%，而最大值出现在了10m，频率是26%；第二十三年纤维双壁的厚度区间是最小的在5和57m，这里出现的频率也是84%，而最大值出现在了5m，频率高达56%；第二十五年纤维双壁的厚度主要都出现在58m，这里出现的频率只有70%，而最大值出现在了67m，频率是30%；第二十七年纤维双壁的厚度它出现在5和57m，这里出现的频率只有86%，而最大值出现在了5m，频率是30%；图6 不同年龄楠木纤维双壁厚度分布频率3.5 木纤维壁腔比壁腔比会影响木材的强度，壁腔比小的木材说明管胞间的结构紧密，木材强度比较大。3.5.4 木纤维壁腔比的径向分布从楠木纤维的壁腔比径向分布可以看出（图7），只有在第七年到第二十一年之间有着明显的起伏变化，其他年份的壁腔比都是比较稳定的，而平均值是0.53。图7 不同年龄楠木纤维壁腔比3.5.5 木纤维壁腔比的频率分布按照0.2的间隔，对楠木纤维的壁腔比频率分布进行统计计算，由图8可得：第一年的壁腔比大都分布在0.30.7，它占到了总频率的88%，而最大值出现在了0.30.5，频率在44%；第三年的壁腔比大都分布在0.31.1，它的总频率高达96%，而最大值也出现在了0.30.5，频率是40%；第六年的壁腔比大都分布在小于0.3和0.30.9，它的总频率也是96%，而最大值出现在了0.30.5，频率也是40%；第七年的壁腔比大都分布在小于0.3和0.30.7，它的总频率同样是96%，而最大值也是0.30.5，频率在48%；第九年的壁腔比主要在0.30.7，它的总频率同样是80%，而最大值也是0.50.7，频率在42%；第十一年的壁腔比大都分布在0.31.1，它的总频率同样是88%，而最大值是0.30.5，频率只有26%；第十三年的壁腔比大都分布在0.30.7，它的总频率是86%，而最大值是0.50.7，频率在44%；第十六年的壁腔比大都分布在0.30.9，它的总频率是76%，而最大值也是0.50.7，频率在28%；第十九年的壁腔比大都分布在0.30.9，它的总频率是86%，而最大值也是0.50.7，而频率在42%；第二十一年的壁腔比大都分布在0.31.1，它的总频率是92%，而最大值出现在了0.70.9，频率在32%；第二十三年的壁腔比大都分布在小于0.3和0.30.9，它的总频率是94%，而最大值出现在了0.30.5，频率在40%；第二十五年的壁腔比大都分布在0.30.7，它的总频率是80%，而最大值也是在0.30.5，频率高达在50%；第二十一年的壁腔比大都分布在小于0.3和0.30.7，它占总频率的92%，而最大值同样出现在了0.30.5，频率高达50%。图8 不同年龄楠木壁腔比分布频率3.6 木纤维的腔径比楠木纤维的腔径比平均值为0.66。3.7 木纤维的长宽比纤维长宽比与木材物理性质有密切关系,是衡量纤维质量的重要指标。8楠木的长宽平均比为37.81，有学者认为长宽比大于33，纤维之间方能很好的交织。124 结论对楠木的实验测定和分析可知，这颗楠木的平均纤维长度为735.01m，平均宽度为19.78m，双壁平均厚度为134.52m，腔壁平均厚度为6.33，腔径比为0.68，长宽比值 37.16。由文中的图表可知，楠木的木纤维各年都比较平稳，没有很明显的上升或者缩短，说明楠木纤维排列比较紧密，木质坚硬。5.参考文献1 王桂岩等.8种杨树物理力学性质的研究J.山东林业科技.1990.2 李莉，王昌命.工业林木荷木材化学成分及其变异的研究J.山东林业科技.2008(2): 58.3 尹思慈.木材学M.北京