全 文 ：82 中国农业信息 / 2016.05
CHINA AGRICULTURAL INFORMATION科研·生产 专项报告
油榄仁木材物理力学性能的研究
张仕康 1，田代科 2，胡传双 3
（1. 广东产品质量监督检验研究院，广州 510000；2. 上海辰山植物园，上海 201602；3. 华南农业大学，广东广州 510642）
摘　要：文章对栽培于广东省华南植物园和东莞旗峰公园内 19 年生、16 年生油榄仁进行了木材物理力学
清材试样测试，分析其株内与株间的材性变异，研究该树种的实木利用价值。测试结果显示：样木气干密度 0.70
g/cm3，绝干密度 0.67 g/cm3，基本密度 0.58 g/cm3，体积干缩系数 54.15%；木材顺纹抗弯强度 99.55 mPa，
抗弯弹性模量 1.25 gPa，木材顺纹抗压强度 46.00 mPa，木材全部径向与弦向横纹抗压强度 9.61 mPa 和 7.39
mPa，木材径面、弦面和端面硬度分别 55.60 mPa、63.71 mPa 和 65.52 mPa。经分析，木材力学强度随树高方
向和年轮方向呈规律性变化，树高中部和边材部分整体强度好；19 年生较 16 年生样木力学强度好；自然种植
较人工种植样木力学强度差异少；测试值变异系数在 12.02%～19.30% 之间。综合得知，所测油榄仁材性属
常用实木材中等强度水平，木材力学性能表现良好，可以满足一般实木用材强度要求。
关键词：景观树种　油榄仁　物理性能　力学性能　实木利用
油榄仁，别名毗黎勒，使君子科诃子属落叶乔木，高
18～35 m，胸径可达 1 m，木材浸水后更坚韧；果皮富含
单宁，用于鞣革，供制黑色染料，也供药用，为印度传
统名药和藏药原料。该树种树干通直，树冠小，生长快，
根系发达，抗风抗大气污染，果实入药，果仁含油，是速
生用材树种和重要的经济树种。由于我国种源同分布于印
度及南亚诸国的油榄仁在物候、部分重要形态和生理指标
上存在明显差异，其被建议作为一个新的变种处理，即版
纳油榄仁。油榄仁的花虽小，但树形优美，生长迅速，尤
其是产于斯里兰卡、印度等种源在 5 月、春夏交替之际，
旧叶快速脱落，紧接着是满树红色新叶，季相景观非常壮
观，是一种良好的景观树种。
1976 年，中国科学院华南植物园从斯里兰卡引种油
榄仁，作为景观、药用和实木利用的树种进行长期栽培和
观察研究。2014 年，中科院对油榄仁果仁的化学成分进
行了分析，但有关该树种的木材物理力学性质的研究，迄
今鲜见报道。为了更好地推广这种集景观、药用和实木利
用于一体的优良树种，该文拟从木材物理力学性能出发，
分析该树种在不同地域、不同种植条件下株内、株间变异
规律，探讨其实木利用价值。
1　材料与方法
试验样木 I 采集于中国科学院华南植物园试验林内，
从 1992 年栽培 19 年，前 3 年人工管理，后期自然生长。
试验样木Ⅱ采集于广东省东莞市旗峰公园景观林内，从
1995 年栽培 16 年，混交林 2.5 m×2.5 m 间植 3 排，人工
管理，定期施肥。
该文按照 GB/T 1927-2009《木材物理力学试材采集
方法》进行样木采集，实地测量所有胸径和树高后，选
取 3 株胸径和树高中等的活立木，砍伐后从树高 1.3 m、
3.4 m、5.5 m 处分别截取 3 块圆盘和 3 段原木，现场标记
圆盘、原木编号和南北位置。圆盘用于木材宏观识别特征
观察和物理性能测试，原木用于木材力学性能测试。
测试分为树高方向 3 个水平，年轮方向两个水平，按
照 GB/T1927-1943-2009《木材物理力学性质试验方法》
进行。测试指标包括气干含水率、气干密度、绝干密度、
基本密度，木材全干干缩率及干缩系数，木材硬度、顺纹
抗压强度、顺纹抗弯强度、抗弯弹性模量、横纹抗压强度。
其中木材力学强度在深圳三思 55 t 电子万能力学试验机
上测定，试验结果换算成含水率为 12% 时的数据。
2　结果与分析
2.1　木材宏观识别特征
两组样木宏观观察结果相同：木材淡黄褐色或褐色，
纹理直或斜，弦面具灯纱纹，径面具亚麻丝光泽，表面粗
糙，髓斑和色斑不可见；气干后木材烧米饼香味强烈；边
材树种，早晚材缓变；生长轮可见，呈同心圆状，无假年
轮；导管多为单管孔组合，呈弦列花彩状，散孔材，管孔
直径中等，管孔数目略少，内含物少，树胶肉眼不可见；
轴向薄壁细胞很发达，呈旁管型带状，木射线细而矮，最
大木射线小于管孔直径，数量多。
2.2　生长轮宽度
样木Ⅰ和样木Ⅱ的年平均生长轮宽度分别 5.41 mm 和
7.40 mm，常年施肥管理有利于活立木生长。两组样木变
化 范 围 为 2.81～12.79 mm 与 3.33～12.46 mm， 第 4～10
层年轮较宽，可见活立木生长高峰出现在生长期 4～10 年
间，第 11 层年轮后变化较小，生长量趋向稳定，木材逐
渐成熟。
2.3　木材物理性能
测试结果如表 1 所示。
木材密度是木材材性的重要品质因子，是判断木材
物 理 力 学 性 能 的 重 要 指 标。 了 解 木 材 的 干 缩 性 及 干 缩
中国农业信息 / 2016.05 83
中国农业信息 科研·生产专项报告
规 律， 对 于 木 材 的 加 工 与 利 用 具 有 重 要 意 义。 样 木 木
材弦向、径向和体积全干干缩率平均值分别为 6.19%、
5.90%、12.56%，木材弦向、径向和体积干缩系数平均
值 分 别 为 25.49%、24.61%、54.15%， 根 据《 木 材 的 主
要 物 理 力 学 性 质 分 级 表 》， 其 体 积 干 缩 系 数 处 于 级 别 4
（50.1%～60.0%）。由此可见，样木干缩系数大，干缩性
能差，容易导致木材干燥开裂。
2.4　木材力学性能及其变化规律
木材作为一种非匀质、各向异性的天然高分子材料，
它的力学性质对合理利用木材和工程设计都起到重要作
用。样木木材主要力学性能测试结果为：木材顺纹抗弯
强 度 99.55 mPa， 抗 弯 弹 性 模 量 1.25 GPa， 木 材 顺 纹 抗
压强度 46.00 mPa，全部径向和弦向横纹抗压强度分别是
9.26 mPa 和 7.03 mPa，径切面、弦切面和端面硬度分别
是 5500.57 N、6249。80 N 和 6432.33 N；各项木材力学
性能变异系数在 8.92%～22.62% 之间，木材力学性能整
体评价为中等。
在树高方向，木材顺纹抗弯强度与抗弯弹性模量呈中
间高两边低，尾部比根部高的规律变化。作为边材树种，
由于生长前期木质部沉淀不足，幼龄材比例增加，晚材率
偏少，其心材强度较边材低。但是，对比样木Ⅰ与样木Ⅱ
发现，即使后者比前者生长速度快很多，其力学强度并没
有较大降低，某些强度反而比前者高，尤其是边材，即立
木成熟期形成的木材，其强度均比样木Ⅰ强度高。对比木
材的顺纹抗压强度、横纹抗压强度与木材硬度等其他力学
性能，其木材力学性能存在相同的变化规律。
其 中， 样 木 Ⅰ 顺 纹 抗 压 强 度 为 44.77 mPa， 样 木 Ⅱ
为 47.23 mPa，我国木材顺纹抗压强度的平均值约为 45
mPa，不同于木材顺纹抗弯强度和抗弯弹性模量，前者强
度较后者小。样木Ⅰ木材径向、弦向和侧向全部横纹抗
压强度为 9.47 mPa、7.35 mPa、6.83 mPa，样木Ⅱ为 9.74
mPa、7.44 mPa、6.95 mPa；其规律与顺纹抗压强度相同；
同时由于木射线含量高，径向值较弦向值高。其木材顺纹
抗压强度是木材径向横纹抗压强度的 4.79 倍，木材的弹
塑性能一般，略显脆性，过度弯曲易折断。其木材顺纹抗
压强度变异系数为 14.65 %，略高；木材横纹抗压强度变
异系数为 13.37 %。
样 木 Ⅰ 木 材 径 面、 弦 面 和 端 面 硬 度 为 5710.28 N、
6794.11 N 和 7023.18 N，样木Ⅱ为 5408.88 N、5947.40 N
和 6080.64 N，按照《木材的主要物理力学性质分级表》
5 档分级法，其处于等级 3，中等。由于木射线含量较高，
该树种木材弦面硬度明显高于径面硬度，而端面硬度只高
出径面硬度 17.8 %，木材端面与径、弦面硬度差值较小。
在树高方向，木材硬度随树高增加而减少；在径向，边材
硬度较心材高。
3　结论
由木材宏观识别特征可见，样木木材色泽均匀，容易
配色，但表面粗糙，油漆效果差；其气味反映木材富含淀
粉及糖类成分，易招虫蛀；导管分子发达，内含物少，木
材干燥容易。
通过两组样木生长轮宽度比对显示，通过人工管理可
以有效增加其活立木生长量。
样木密度较高，变异小；然而，木材弦向、径向和体
积干缩系数平均值分别为 25.49 %、24.61、54.15 %，干
缩系数大，干缩性能较差，容易导致木材干燥开裂。
样木木材力学强度测试值按照《木材的主要物理力学
性质分级表》5 档分级法，其强度均处于等级 3，中等水
平。木材顺纹抗弯弹性模量、木材顺纹抗压强度以及木材
端面硬度变异系数偏高，其他强度变异系数中等。综合显
示样木木材力学性能表现良好。
从木材物理力学性能考虑，景观树种油榄仁木材纹理
通直，形状稳定性好，静曲强度、弹性模量和硬度适中，
可以作为一般建筑、家具、包装等用材。
参考文献
[1]　陈丽，关秀娟，薛杨，等 . 油榄仁的经济价值及育苗技术研究 . 热
带林业，2012，（2）：32～33，26
[2]　胡立志，周忠玉，贾永霞，等 . 油榄仁果实化学成分的研究 . 热带
亚热带植物学报，2014，（4）：419～424
表 1　样木木材物理性能及变异情况
地点 项目 *
气干含水
率（%）
气干密度
（g/cm3）
绝干密度
（g/cm3）
基本密度
（g/cm3）
全干干缩率（%） 干缩系数（%）
弦向 径向 体积 弦向 径向 体积
华南
植物
园
样本数 8 30×6 30×6 30×6 30×6 30×6 30×6 30×6 30×6 30×6 30×6
平均值 14.49 0.7091 0.6779 0.5867 6.47 5.93 12.92 27.16 24.79 56.06
变异系数 88/% 12.39 3.03 2.52 1.04 9.09 16.75 7.12 9.48 17.26 7.81
东莞
旗峰
公园
样本数 30×6 30×6 30×6 30×6 30×6 30×6 30×6 30×6 30×6 30×6
平均值 13.08 0.6953 0.6605 0.5783 5.91 5.86 12.19 24.72 24.44 52.24
变异系数 /% 5.13 3.39 3.34 3.75 18.73 12.68 11.09 18.78 12.94 11.54