粗皮桉木材材性及其变异特性

摘要

本文通过对广西东门林场五个粗皮桉(Eucalyptuspellita)家系(P4、P5、P9、P17、P18)的解剖特征、物理力学性质和化学性质的系统测试，以此为基础，进而用数理统计方法对所测粗皮桉家系在1.3m处的解剖指标(纤维长度、纤维宽度、纤维长宽比、二倍纤维径壁厚度、壁腔比、腔径比、微纤丝角)和化学性质(纤维素含量、戊聚糖含量、酸不溶木素含量、1％NaOH抽出物含量、热水抽出物含量、冷水抽出物含量、灰分含量、pH值)以及树高方向的物理力学性质(基本密度、干缩特性、抗弯弹性模量、抗弯强度、顺纹抗压强度、横纹抗压强度)进行讨论和分析，以期找出粗皮桉家系木材材性的变异规律及其材性之间的相互关系。结果表明： (1)粗皮桉家系的解剖指标、物理力学指标除差异干缩在a=0.01水平上差异不显著外，其余指标均在a=0.01水平上具有极显著差异；家系间酸不溶木素含量在a=0.01水平上达到极显著差异；1％NaOH抽提物含量在a=0.05水平上差异比较显著；纤维素含量在a=0.1水平上差异显著；多戊糖含量、热水抽出物含量、冷水抽出物含量、灰分含量和pH值在a=0.1水平上差异不显著。 (2)纤维长度由髓心向外逐渐增大，到一定树龄后又开始减小，呈PanshinⅢ型；纤维宽度的径向变异与纤维长度相似，由髓心向外纤维宽度基本具有由内向外增大的规律；纤维长宽比在径向上的变异规律由髓心向外逐渐增大，到一定树龄后又开始减小或是趋于平稳；二倍纤维径壁厚度、纤维壁腔比在径向上的变异规律是由髓心向外呈逐渐增大的趋势；纤维腔径比、微纤丝角从髓心向外总的趋势是呈逐渐减小的规律。 (3)弦向全干缩率沿树干高度向上的变异没有统一的规律；而基本密度、径向全干缩率和体积全干缩率沿树干高度上的变异是沿树干向上逐渐增大，到达一定高度后又开始减小；差异干缩沿树干高度向上有逐渐减小的趋势。 (4)抗弯弹性模量、抗弯强度、顺纹抗压强度、横纹局部弦向抗压强度沿树高方向的变异规律是沿树高方向增大，到一定高度后又开始减小；横纹局部径向抗压强度和横纹全部径向抗压强度沿树干向上呈逐渐减小的趋势；横纹全部弦向抗压强度在家系间的变异没有统一的规律。 (5)纤维素含量由心部到边部呈逐渐增大的趋势；多戊糖含量在径向上的变异没有统一的规律；各家系酸不溶木素含量在心部、中部和外部之间的差异并不十分明显；1％NaOH抽出物含量总的变异趋势是由心部到外部呈逐渐减小的趋势；热水抽出物含量和冷水抽出物含量都是中部大于心部和边部；灰分含量和pH值在径向上的变异基本呈现由心部到外部逐渐增大的趋势。 (6)以微纤丝角为自变量，分别以纤维长度和纤维宽度为因变量进行一元线性回归，家系间微纤丝角与纤维形态成显著的负相关。 (7)以基本密度为自变量，分别以抗弯强度、顺纹抗压强度和体积全干缩率为因变量进行一元线性回归，家系间抗弯强度与基本密度呈正相关，其中只有家系P18的回归效果不显著，而且相关系数也只有0.366，其它几个家系的回归效果显著，并且回归系数均在0.619以上；顺纹抗压强度与基本密度之间也是呈正相关，相关系数除了家系P5只有0.245而且回归效果不显著以外，其余四个家系都在0.8以上并且回归效果显著；家系间体积全干缩率与基本密度之间均成正相关，相关系数在0.6以上。 (8)以抗弯强度为自变量，弹性模量为因变量进行一元线性回归，五个家系弹性模量与抗弯强度均呈正相关，回归系数在0.78以上。 (9)将1.3m五个家系的基本密度、纤维壁厚和纤维长度与力学性质作了总体多元回归分析，结果表明家系间所测力学指标与基本密度、纤维壁厚和纤维长度总体之间存在高度的显著相关性，复相关系数均在0.952以上。这一研究将为粗皮桉家系的林木材性改良、良种选育、定向培育、集约栽培及合理高校利用提供理论指导和科学依据。

目录

文摘

英文文摘

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1前言

1.1课题的来源

1.2研究的目的及其意义

1.3课题研究的主要内容

1.3.1解剖性质

1.3.2物理力学性质

1.3.3木材的化学性质

1.3.4变异特性及其相互关系

1.4粗皮桉种源/家系概述

1.5粗皮桉的构造特征

1.5.1宏观构造

1.5.2微观构造

1.6国内外桉树加工利用的现状

1.7国内外对木材材性变异和遗传的研究现状

2材料与方法

2.1材料

2.1.1试验林地基本情况

2.1.2试验材料基本情况

2.2试验材料取样方法

2.2.1解剖性质的取样方法

2.2.2物理力学性质的取样方法

2.2.3化学性质的取样方法

2.3测试方法

2.3.1解剖性质的测试方法

2.3.2物理力学性质的测试方法

2.3.3化学成分的测试方法

2.4统计与分析方法

3测试结果

3.1解剖性质的测定结果

3.2物理力学性质的测试结果

3.2.1物理性质的测试结果

3.2.2力学性质的测试结果

3.3化学性质的测定结果

4分析与讨论

4.1粗皮桉家系间解剖性质的径向变异

4.1.1纤维长度的径向变异

4.1.2纤维宽度的径向变异

4.1.3纤维长宽比的径向变异

4.1.4二倍纤维径壁厚度的径向变异

4.1.5纤维壁腔比的径向变异

4.1.6纤维腔径比的径向变异

4.1.7微纤丝角的径向变异

4.2粗皮桉家系间物理性质在高度上的变异

4.2.1基本密度沿树干高度上的变异

4.2.2干缩性沿树干高度上的变异

4.3粗皮桉家系间力学性质在高度上的变异

4.3.1弹性模量沿树干高度上的变异

4.3.2抗弯强度沿树干高度上的变异

4.3.3顺纹抗压强度沿树干高度上的变异

4.3.4横纹抗压强度

4.4粗皮桉家系间化学性质的径向变异

4.4.1纤维素含量的径向变异

4.4.2多戊糖含量的径向变异

4.4.3酸不溶木素含量的径向变异

4.4.4抽提物含量的径向变异

4.4.5灰份含量的径向变异

4.4.6 pH值的径向变异

4.5综合分析

4.5.1微纤丝角与纤维长度和宽度的关系

4.5.2基本密度与抗弯强度、顺纹抗压强度和体积全干缩率的关系

4.5.3弹性模量与抗弯强度之间的关系

4.5.4力学性质与基本密度、纤维壁厚和纤维长度的关系

5结论

参考文献

攻读学位期间的主要学术成果

致谢