一、楊樹木材缺陷
楊樹木材缺陷主要有節(jié)子、應(yīng)拉木、濕心材等。 (一) 節(jié)子 節(jié)子是楊樹自然生長時(shí),被包埋在木質(zhì)部中的樹枝部分。節(jié)子破壞了木材構(gòu)造的均勻性,使其周圍細(xì)胞變形、紋理扭斜,不僅影響木材表面美觀,更重要的是降低了木材的強(qiáng)度(尤其抗彎強(qiáng)度降低最大),不利于木材的利用。節(jié)子種類很多,可分為健全節(jié)、不健全節(jié)、腐朽節(jié)和活節(jié);按節(jié)子大小又可分為針狀節(jié)、小節(jié)、中等節(jié)、大節(jié)等。楊樹木材的節(jié)子可用修枝撫育的方法消除,培育出用于膠合板生產(chǎn)的無節(jié)良材。 (二) 應(yīng)拉木
在闊葉樹中,通常樹木偏心或彎曲時(shí)才出現(xiàn)應(yīng)拉木。但在楊樹則不然,沒有偏心和彎曲生長缺陷亦有應(yīng)拉木。尤其是在強(qiáng)化種植條件下,生長速度快的無性系中,含有大量的應(yīng)拉木。應(yīng)拉木以含有膠質(zhì)纖維為特征。在木材組織比量中有的楊樹膠質(zhì)纖維可高達(dá)45%以上。這樣多而普遍的膠質(zhì)纖維,卻很難用直覺的方法出來。在實(shí)驗(yàn)室通常用番紅和固綠雙重染色法加以區(qū)分。由于膠質(zhì)層松軟多孔,在切片染色過程中,能較快較多地吸收金屬鹽類,使胞壁比其他胞壁層深一些。 膠質(zhì)纖維與楊木正常纖維比較,纖維顯得粗大,胞壁厚度甚至超過4-5倍。膠質(zhì)纖維細(xì)胞壁內(nèi)有膠質(zhì)層與次生壁的S2層之間結(jié)合松弛,只有微弱纖絲相連。在木材應(yīng)力作用下,膠質(zhì)層與S2層相連的微纖絲極易斷裂,在膠質(zhì)層表面觀察到滑移面和斷裂紋。 應(yīng)拉木與正常木相比,應(yīng)拉木由于膠質(zhì)纖維存在,木材密度比正常材要大表(3-1)。
在化學(xué)成分中,由于膠質(zhì)層嚴(yán)重缺乏木質(zhì)化,致使木素含量低,纖維素含量高(表3-2)。
 楊樹木材中大量應(yīng)拉木的存在,使木材加工和利用時(shí)出現(xiàn)一系列的問題,鋸材時(shí)夾鋸,鋸條發(fā)熱,鋸出的板面起毛,干燥時(shí)縱向干縮異常,并發(fā)生皺縮、弓彎;刨切單板時(shí),表面粗糙、彎曲。在制漿造紙中采用化學(xué)和半化學(xué)制漿可增加漿的產(chǎn)量,但降低張張的強(qiáng)度;采和硫酸鹽法制漿造紙,紙張疏松多孔,所有強(qiáng)度指標(biāo)都比較低。因此,把應(yīng)拉木的形成減至最小,應(yīng)是楊樹定向培育與集約經(jīng)營上的一項(xiàng)重要指標(biāo)。 (三)楊樹濕心材(假心材、紅心材) 1.變色癥狀
楊樹是短周期工業(yè)用材的重要樹種之一,因其速生豐產(chǎn),并已成為我國膠合板工業(yè)的主要原料之一。但由于楊木“紅心”或“黑心”現(xiàn)象嚴(yán)重,給膠合板生產(chǎn)等木材利用帶來很大影響。
楊樹本來是邊材樹種,但由于受到外界環(huán)境因素與生物因子的作用,其心材發(fā)生變化,促使心材呈現(xiàn)與邊材明顯不同的紅色,且心材含水率經(jīng)材含水率高,這種心材通常稱作濕心材(wet wood)。楊樹濕心材的含水率平均比正常邊材高40-50%。 根據(jù)中國林科院森環(huán)森保所晁龍軍等對遼寧、湖北、河北、江蘇、山東和北京等地的調(diào)查發(fā)現(xiàn),我國有濕心材的楊樹樹種有:毛白楊、I-69、I-72、 中林46、法庫小鉆楊、小美旱楊、山海關(guān)楊、美X青楊等多種楊樹。而楊樹濕心材發(fā)生率,除了毛白楊為90%外,其余樹種均為100%。 濕心材在株內(nèi)從基部向上所占比例逐漸減小,到頂端濕心材不存在,濕心材與樹木生長速度無明顯相關(guān)。
濕心材是一種變色現(xiàn)象。這種變色現(xiàn)象有兩類:一類是水浸色,這種現(xiàn)象極少,是真菌所致,不是楊樹木材腐朽的早期,對木材的強(qiáng)度不產(chǎn)生影響。木材內(nèi)部變色較淺,木材干燥后,顏色自然消失,對木材利用無不利影響。另一類楊樹木材內(nèi)部暗黑色,木材干燥后,仍然暗黑色不變。變種缺陷形成的原因,眾說紛紜。Magyar認(rèn)為匈牙利的楊樹“紅心材”是受真菌侵染所引起。比利時(shí)的楊樹“黑心材”是由于細(xì)菌的侵染。中國楊樹黑心亦較為普遍,對木材的使用造成不利影響,尤其對膠合板和制漿工業(yè)不利影響更為嚴(yán)重。
2. 變色類型與機(jī)理 (1) 變色類型
楊樹濕心材屬微生物變色類型,分別從濕心材和樹汁分離得到了引起變色的是細(xì)菌,為革蘭氏陰性桿菌歐文氏菌和芽孢桿菌。
姜笑梅等對我國楊樹濕心材研究表明,變色菌為胡蘿卜亞種(Erwinia carotovora subsp.carotovora)、大黃歐文氏菌(E.rhapontici Millard Burkhold)、菊歐文氏菌(E.chrysanthemi Burkholder)、臘狀芽孢桿菌(Bacillus cereus Frankland)、球形芽孢桿菌(B.sphaericus Neide)。歐文氏菌和臘狀芽孢桿菌為兼性厭氧細(xì)菌,球狀芽孢桿菌為好氧細(xì)菌。 。2) 變色機(jī)理
國外研究認(rèn)為濕心材是由細(xì)菌的活動(dòng)引起的。Carter從榆樹濕心材中分離出歐文氏菌,并在健康樹上回接,使樹木水分含
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