全 文 ：第 23卷　第 1期 中　南　林　学　院　学　报 Vol. 23　 No. 1
　 2003年 2月 JOU RN AL OF CENT RAL SOUT H FO RESTRY UNIV ERSITY Feb. 2003　

[文章编号 ] 1000- 2502( 2003) 01- 0037- 03
淹水程度对滩地枫杨木材化学性质的影响
汪佑宏 ,徐　斌 ,刘杏娥
(安徽农业大学森林利用学院 ,安徽 合肥 230036)
[摘　要 ]　通过研究淹水程度对滩地枫杨木材化学性质的影响 ,以期全面了解滩地主要造林树种的化学性质 ,提出合理的定向培育
技术及进一步综合利用措施 .研究结果表明:滩地枫杨木材的 pH值均小于 6. 5,属于酸性木材 ,第一、二组木材的 pH值分别为 5. 41
和 5. 00,在 0. 05水平上差异显著 .除碱性缓冲容量外 ,第二组木材的酸性缓冲容量、总缓冲容量以及每降低 1 pH值消耗的 HC1量均
比第一组高 .淹水程度对滩地枫杨木材纤素含量几乎无影响 ,其值均为 45. 2%左右 ;但第一、二组的半纤维素分别为 14. 04%和
19. 50% ,增加了 38. 9% ;第一、二组的木质素含量分别为 19. 9%和 20. 6% ,增加了 3. 5% .
[关键词 ]　木材学 ; 木材化学 ; 枫杨 ; 滩地 ; 渍水程度 ; 安徽贵池
[中图分类号 ]　 S792. 11; S792. 119　　　　 [文献标识码 ]　 A
Effects of Flooding Degree on the Chemical Properties of
Pterocary stenptera C. DC. Wood Grown in the Beaches
W ANG You-hong , XU Bin, LIU Xing-e
( College of Forest Uti li zation, Anhui Ag ricul tural Univ ersi ty, Hefei 230036, Anhui , China)
Abstract: The pH values of tw o groups of Pterocarya stenoptera wood g row n in the beach es are both low er than 6. 5; so the w ood
belongs to acidic w ood , but th e pH value of Group 2 is s til l low er than that of Group 1. Th e acid buf fer capaci ty, the to tal buf fer
capaci ty and consuming volum e of HCl per 1 pH value low er of Grou p 2 are greater th an those of Group 1. Th e w ood lignin of Group
1 is les s th an that of Group 2, but th e h emi-cel lulos e of the w ood increas es w i th the t ime of being w aterlogged.
Key words: w ood science; fl ooding d eg ree; Pterocarya stenp tera C. DC. growing in th e b eaches; w ood chemist ry; Guichi of Anhui
Province
木材的酸碱性 (包括木材的 pH值和缓冲容量 )是木材重要化学性质之一 .存在于木材细胞腔、细胞壁中的
物质 ,经水抽提后所得到的抽提液呈现出来的 pH值和酸碱缓冲容量等方面的性质 ,对木材性质、加工工艺和
利用都有一定影响 .不同淹水程度对木材的酸碱性和化学成分有何影响 ,目前尚未见报道 ,因此 ,笔者就不同淹
水程度对长江滩地枫杨木材的酸碱性和化学成分的影响进行研究 .
1　试　验
1. 1　试材的采集
按照国家标准 GB192 7- 91《木材物理力学试材采集方法》进行试材采集作业 , 6株试材采集于安徽省贵
池市长江沿岸滩地 .根据每年水淹时间长短 (即水淹程度 )不同分为两组:第一组年水淹时间 1个月左右 ,第二
组年水淹时间 2个月左右 .采集地自然条件及样木采集记录见表 1.
[收稿日期 ] 2002-05-28
[基金项目 ] “九五”林业科技攻关专题“长江中下游不同类型滩地综合治理与开发配套技术研究示范” ( 96- 01- 02- 06)中的一部分 .
[作者简介 ] 汪佑宏 ( 1970- ) ,男 ,安徽芜湖人 ;安徽农业大学森林利用学院讲师 ,硕士 ,南京林业大学 2000级在读博士 .主要从事木材科
学与技术教学与科研工作 ,现在研究方向是木材干燥 .
DOI : 10. 14067 /j . cnki . 1673 -923x . 2003. 01. 008
表 1　枫杨样木采集野外记录
Table 1　 The outdoors records of samples of Pterocarya stenoptera
样木编号 年龄/a
胸高带皮直径
/cm
树高中部带皮直径
/ cm
树高 /m
全高 枝下高
林分组成 郁闭度
土　壤
类 型 pH值
试　材
截取高度 /m 长度/m 小头去皮直径 /cm
淹水时间
年均气温
/℃
年降水
/mm
经度
/ (°)
纬度
/ (°)
9701 11 21. 8 15. 0 17. 0 5. 4 17. 4 1个月
9702 11 20. 4 13. 0 15. 1 5. 7 混 千枚岩、花 微 1. 3 16. 4 1个月
9703 15 17. 5 11. 1 11. 9 5. 8 0. 5 岗岩山地 至 2 12. 8 1个月 16. 1 1 400 117 30
9704 10 16. 1 10. 2 13. 7 5. 1 交 黄壤　　 酸 3. 3 13. 0 2个月
9705 9 16. 7 13. 1 9. 8 5. 2 13. 2 2个月
9706 10 16. 4 11. 6 11. 8 5. 2 13. 1 2个月
1. 2　试样制备
试材样木伐倒后 ,按 GB1927— 1943— 91《物理力学性质试验方法》 ,在 0. 3、 1. 3、 3. 3、 5. 3 m处各取圆盘各
一个 ,标注南北向和编号 ,气干数月后 ,将所采集的圆盘沿南北向截取 1根 2 cm× 2 cm的通心试条 ,用粉碎机
粉碎成 40～ 60目的木粉 ,并将木粉的含水率调整到 12% ,用于木材化学性质的测试 [1 ] .
2　结果与分析
2. 1　木材的酸碱性
在人造板生产中 ,木材的酸碱性对酚醛树脂和脲醛树脂的胶合质量的影响是不同的 .木材的酸碱性对酚醛
树脂胶无不良影响 ,而对脲醛树脂胶则不然 .当 pH在 3～ 5时可获得适宜的固化速度 ,即固化时间短而胶合质
量高 . Chen等人指出 ,木材的 pH值直接影响到刨花板的力学性质 , p H值在刨花板剥离强度之间有如下关系:
Y= 4. 21- 0. 528X (式中: Y为刨花板剥离强度 ( 0. 1 M Pa) , X为各树种木材的 pH值 ) .同时 ,木材的酸碱性对
金属有腐蚀性 ,反过来 ,腐蚀后的金属生长物也会促使木材变色、腐朽、强度降低、材质劣化 [2, 3 ] .
图 1　 pH值轴向变异
Fig. 1　 Axial variat ion of pH value
2. 1. 1　木材的 pH值
木材的 pH值随树种、树干部位、生长地域等因素的变化而不同 ,从
图 1中可以看出 ,第二组枫杨木材的 pH值在轴向上的变化基本上是随
着树高的增加而增加 ,与鲁宾格瓦瑞 ( Ruben Gueva ra. M. )研究的尼加
拉瓜油松 (Pinus oocarpa ) [ 4]和水曲柳 [5 ]得出的结论是一致的 .这是因为
第二组枫杨在生长过程中 ,在不同的高度上每年遭受水淹的程度随着树
木的长高而逐渐减弱 ,导致了木材中抽提物含量的增加 ,最终导致木材
pH值在轴向上随着树高的增加而增加的这种变化趋势 .第一组树木在
生长过程中因遭受水淹的程度比第二组轻 ,其木材的 pH值在树干轴向
的变异规律也就不同 ,这与东北林业大学葛明裕等人的报告表明的一样 ,即与东北次生林主要树种的 pH值
(除水曲柳外 )各树种呈现出各种变化的观点是一致的 .
影响树木木材的 pH值的因素有树木的分布、立地条件、采伐季节、采伐和贮存的时间、树干高度、心边材、
含水率、测定方法和测定条件等 ,但对于这两组枫杨木材而言 ,主要还是立地条件 ,即淹水时间长短不同造成
的 .由于第二组木材每年遭受水淹时间比第一组长 ,其木材的边材在向心材转化时形成的抽提物量减少 (这与
第二组木材纤维素、半纤维素和木质素的总含量比第一组高的结论是一致的 ,见后文 ) ,故其木材的 pH值较第
一组的低 .含水率的不同也是造成 pH值不同的原因之一 .
表 2　木材 p H值的变异统计及差异分析
Table 2　 The T-test and test results of the pH value of Pterocarya stenptera
项目 样本数 X-% S v /% P /% T统 T0. 05 差异显著性
第一组 pH值 4 5. 41 0. 009 656 0. 18 0. 13
第二组 pH值 4 5. 00 0. 008 132 0. 16 0. 11 56. 598 2. 447 显著
第一组和第二组胸高处木材的
pH值分别为 5. 41和 5. 00,第二组木
材的 pH值比第一组下降了 7. 6% .在
0. 05水平上对两组木材的 pH值进行
差异分析 ,发现差异显著 (见表 2) .两
组木材的 pH值均小于 6. 5,且都在 4. 0～ 6. 0之间 ,属于酸性木材 [2, 5, 6 ] ,与日本的往西弘次、后藤辉男及中国林
38 中　南　林　学　院　学　报 第 23卷
科院的李新时、相亚明等人的观点是相符的 .
图 2　 pH值和酸碱缓冲容量 (气干材 )
Fig. 2　 Curves between pH value and acid-alkaline
buff er capacity
2. 1. 2　木材的缓冲容量
木材的缓冲容量是指木材的水抽提液所具有的对外
来酸或碱作用的缓冲能力 .这种能力的大小可以表征树木
在生长期间以及木制品长期贮存、加工或使用时木材对外
界酸或碱的平衡或抵制能力 .与绝大多数树种一样 ,枫杨
木材的水抽提液也是一种含有弱酸和盐类且比水复杂得
多的缓冲溶液 ,其值的大小如表 3所示 .从表 3中可以看
出 ,在不同高度上 ,除了在碱性缓冲容量在 0. 3 m和 1. 3 m
处的第一组相应的值比第二组的大 ;在 5. 3 m处 ,每降低
1pH单位所需 HCl量第一组比第二组略大外 ,不论总缓冲
容量、酸性缓冲容量及其余的碱性缓冲容量 ,也不论在什
么高度上 ,其值均是第一组比第二组的小 .总的来说 ,第二
组 ,即淹水时间长的那一组枫杨木材的缓冲容量比第一组强 ,这也是因为两组间水淹程度不同等原因造成的结
果 .从图 2中可以发现 ,作为可扩大使用的胶合板用材树种 [7 ] ,滩地枫杨木材的缓冲容量大 , p H值低 ,尤其是第
二组 ,即淹水时间较长的一组木材 ,在制造人造板的胶合过程中 ,对胶种的选择范围较广 ,胶合强度较大 ,而且
在施胶过程中不需加入较多的固化剂便可达到最佳的固化条件 [8, 9 ] .
表 3　枫杨木材水抽提液的 p H值与缓冲溶量 [5]
Table 3　 The pH value and buf f er capacity of extract ive solution in water
编号† pH值
浸提液平均每降低 1pH单位所需 0. 025 mol· L- 1 HCl的容积 v和量浓度 c( HCl )
/m L /mmol· L- 1
碱性缓冲容量消耗标准 HCl溶液的容积 v和量浓度 c( HCl)
/mL /mmol· L- 1
酸性缓冲容量消耗标准 NaO H溶液的容积 v和量浓度 c( NaOH)
/m L /mmol· L- 1
总缓冲容量
/m L /mmol· L- 1
0. 3
5. 20
5. 00
5. 54
5. 59
13. 9
14. 0
9. 39
8. 35
23. 5
20. 9
8. 21
10. 36
20. 5
25. 9
17. 60
18. 71
44. 0
46. 8
1. 3
5. 41
5. 00
4. 93
5. 52
12. 4
13. 8
9. 41
8. 25
23. 5
20. 6
8. 34
10. 25
20. 6
25. 6
17. 65
18. 50
44. 1
46. 2
3. 3
5. 23
5. 30
5. 51
6. 40
13. 8
16. 0
9. 48
11. 33
23. 7
28. 3
8. 35
10. 04
20. 9
25. 1
17. 83
21. 37
44. 6
53. 4
5. 3
5. 25
5. 40
4. 99
4. 97
12. 5
12. 4
8. 72
9. 41
21. 8
23. 6
8. 18
8. 61
20. 5
21. 5
16. 90
18. 02
42. 3
45. 2
† 　各编号对应 2组数据 ,上一行为第一组 ,下一行为第二组 .
表 4　木材的主要化学成分
Table 4　 The main chemical composit ion of the wood
第一组 第二组
纤维素 /% 45. 26 45. 24
半纤维素 /% 14. 04 19. 50
木质素 /% 19. 90 20. 60
2. 2　淹水程度对枫杨主要化学成分含量的影响
作者研究了不同淹水程度滩地枫杨木材的主要化学成
分:纤维素、半纤维素和木质素的含量 ,其结果见表 4.由表
4可知 ,不同淹水程度对滩地枫杨木材的纤维素含量几乎
没有什么影响 ,但对半纤维素含量和木质素含量影响较大 ,
对应值分别增加了 38. 9%和 3. 5% ,三大素总量也增加了
7. 75% .这是由于第二组木材每年遭受水淹时间比第一组长 ,其木材的边材在向心材转化时形成的抽提物量减
少 ,而纤维量含量几乎没有什么变化 ,故半纤维素和木质素的含量比第一组高 .
由此可知 ,随着淹水程度的增加 ,对滩地枫杨木材的半纤维素的含量影响最大 ,其含量增加明显 ;其次为木
质素的含量 ,但增加不大 ;而对纤维素的含量影响最小 ,虽略有减少 ,但可忽略不计 .
3　结　论
( 1)滩地枫杨木材的 pH值均小于 6. 5,属于酸性木材 ,第一、二组木材的 pH值分别为 5. 41和 5. 00,在
0. 05水平上差异显著 ,随着淹水时间延长 ,其木材 pH值降低 ,木材的酸性缓冲容量、总缓冲容量及每降低 1pH
值所消耗的 HCl量均有所增加 ,碱性缓冲容量下降 .从这个角度以及干缩性来考虑 ,淹水时间长的滩地枫杨木
材更适合制造人造板、家具等 . (下转第 99页 )
39第 1期 汪佑宏等: 淹水程度对滩地枫杨木材化学性质的影响
[18 ]　吴　铱 ,彭中允 .河南小麦金针虫 Pleonomus canaliculatus Fald ermann的研究 [ J] .昆虫学报 , 1954, 4( 2): 125- 138.
[19 ]　吴　铱 .轮作倒茬与沟金针虫的防治 [ J] .昆虫学报 , 1966, 15( 2): 131- 136.
[20 ]　严国仪 ,杨邵娟 .沟金针虫危害湖桑嫩芽 [ J] .昆虫知识 , 1966, 10( 2): 114.
[ 21 ]　贾淑秀 ,赵尔廷 ,王生元 ,等 .细胸金针虫 ( A griotes fuscicoll is Miwa)发生规律及防治方法研究报告 [ J ].甘肃农业科技 , 1989(增刊 ): 90-
99.
[22 ]　张志勇 ,李素娟 ,张屹东 ,等 .褐纹金针虫对辣椒的危害及产量损失研究 [ A] .昆虫学研究进展 [ C ].北京:中国科学技术出版社 , 2000. 278-
281.
[23 ]　邓世雄 .条纹叩头虫诱杀试验 [ J] .动物利用与防治 , 1973( 4): 12- 13.
[24 ]　 Oh ira H. The larva of Camp soternus Matsumurae ( Coleoptera, Elateridae) f rom Ishigaki-Jima Is. of th e Ryuk yu Island s, Japan [ J] .
Ely tra. Tokyo, 1999, 27( 1): 159- 165.
[25 ]　 Calder A A. Click Beet les: Genera of th e Aust ralian Elateridae ( Coleoptera) . Monograph s on Invertebrate Taxonomy. vol. 2 [M ] . CS IRO
Publishing, 1996.
[26 ]　 Ohira H. Some ecological no tes on th e Elaterid-beetles f rom ToKuno-Shima Is. , Japan [ J] . 北九州的昆虫 , 1995, 42( 2): 123- 126.
[27 ]　 Ohira H. Notes on th e Brachylacon-species f rom Japan ( Coleoptera, Elateridae) [ J ]. Gekkan-Mushi, 1997( 311): 1- 13.
[28 ]　江世宏 ,王书永 .中国经济叩甲图志 [M ] .北京:中国农业出版社 , 1999. 1- 195.
[本文编辑:胡曼辉 ]
(上接第 39页 )
( 2)不同淹水程度对滩地枫杨木材的纤维素含量几乎没有什么影响 ;但随着淹水时间的延长 ,半纤维素含
量和木质素含量分别增加了 38. 9%和 3. 5% ,三大素总量增加了 7. 75% .
致谢:本文是在江泽慧教授指导下完成的 ;试验过程中得到卫广扬先生、柯曙华老师和王传贵副教授的热情帮助 ,在此表示感谢!
[参　考　文　献 ]
[1 ]　任海青 ,訾兴中 ,刘秀梅 .三角枫木材性质及用途的研究 [ J]. 安徽农业大学学报 , 1994, 21( 4) .
[2 ]　尹思慈主编 .木材学 [M ].北京:中国林业出版社 , 1996.
[3 ]　科尔曼 F F P,库恩齐 E W,施塔姆 A J.木材学与木材工艺学原理 -人造板 [M ].扬秉国译 .北京:中国林业出版社 , 1975.
[4 ]　 Guev ara M R, Joh ns W E. Geographical and w ithin - t ree variat ion in h eartwood pH of pinus oocarpa s chiede f rom Honduras [ J ] . Wood
Science, 1978, 13( 4): 220- 224.
[5 ]　葛明裕 ,戴澄月 ,彭海源 ,等 .木材加工化学 [M ] .哈尔滨:东北林业大学出版社 , 1985. 11.
[6 ]　 Stamm A J. Th ree methods for determining the pH of w ood and paper [ J ]. For. prod. J. , 1961, 11( 7): 310- 312.
[7 ]　周山金、李源哲 .中国胶合板用材树种及其性质 [M ].北京:中国林业出版社 , 1985. 5.
[8 ]　王培元 . 如何提高刨花板质量 (之二 ) [A ]. 林业部科技情报中心主编 ,森工科技信息 (三 ) [ C ].北京:林业部科技情报中心 , 1985. 5- 10.
[9 ]　 Harold A Stew art, W illi am F Lehmann. High-Quali ty Part icle-board f rom Cross-Grain, Knife-planed Hardw ood Flakes [ J ]. Fo r. prod. J. ,
1973, 23( 8): 52- 60.
[本文编辑:邱德勇 ]
99第 1期 江世宏: 对中国叩甲科优势种中存在的问题的思考