全 文 ：马占相思木材和树皮性质研究进展
刘福涛1 ,林金国2 ,王水英2 ,韩金发3
(1.福建农林大学林学院 ,福建 福州 350002;2.福建农林大学材料工程学院 ,
福建 福州 350002;3.福建省漳州市林业局 ,福建 漳州 363000)
摘要:概述了国内外马占相思木材解剖性质 、化学性质 、物理性质 、力学性质 、加工性能 、木材耐久性及功能性改良 、树皮化
学性质等方面的研究成果 ,展望了马占相思木材科学方面的研究方向 ,为马占相思木材和树皮性质的进一步研究提供有益
参考。
关键词:马占相思;木材;树皮;性质;研究进展
中图分类号:S781.2　　　文献标识码:A　　　文章编号:1002-7351(2007)01-0149-04
Research progress on the wood and bark property of Acacia mangium
LIU Fu-tao1 , LIN Jin-guo2 , WANG Shui-ying2 , HAN Jin-fa3
(1.Forestry College of Fujian Agriculture and Forestry University , Fuzhou , Fujian 350002 , China;
2.Material Engineering College of Fujian Agriculture and Forestry University , Fuzhou , Fujian 350002 , China;
3.Forestry Bureau of Zhangzhou City , Zhangzhou , Fujian 363000 , China)
Abstract:Research prog ress on the anatomical characteristics , chemical property , phy sical proper ties , mechanical properties , tim-
ber endurance and functionality improving , processing proper ties and bark chemistry of A .mangium were summarized in this pa-
per.I t points out the fo rward research direction fo r A.mangium and provides some beneficial references for the forw ard studies of
w ood and bark property for A .mangium .
Key words:Acacia mangium Willd;wood;bark;proper ty;research progress
　　马占相思(Acacia mangium Willd)是含羞草科金合欢属常绿高大乔木 ,喜光 、喜温暖 、不耐寒 、生长迅
速 、根深叶茂;原产澳大利亚昆士兰沿海 ,以及巴布亚新几内亚的西南部和印度尼西亚东部[ 1] ;最早由马
来西亚沙巴于 1966年引种 ,表现良好;从 20世纪 70 ～ 80年代在东南亚的泰国 、菲律宾 、南亚的孟加拉 、印
度均引种成功;此外在美国的夏威夷 、南美的哥斯达里加及非洲的喀麦隆等地均有引种;我国于 1979年引
种 ,首先在广东 、广西种植[ 1] ,试验成功后云南省 、福建省“十五”期间也大规模投资种植相思工业原料林 ,
相思树种正在为当地森林生态建设和优良纸浆材生产发挥积极作用[ 2 , 3] 。马占相思树高可达 30 m ,且主
干通直 ,胸径可达 50 ～ 60 cm 。树皮表面粗 、厚 ,呈纵裂 ,暗灰色至褐色 ,树干下部具凹槽。成熟叶片退化 ,
叶柄膨大成假叶(叶状柄),长 25 cm ,宽 5 ～ 10 cm[ 4 ,5] 。
我国林业科技工作者对马占相思树木生理 、森林生态 、种源试验 、引种栽培 、营养繁殖育苗 、造林 、木材
加工[ 6] 、木材性质等方面进行了大量的研究 。笔者主要就马占相思木材和树皮性质的研究现状进行归
纳 、总结和分析 ,为马占相思木材科学的进一步研究提供参考。
1　马占相思木材和树皮性质研究现状
1.1　马占相思木材解剖性质
木材解剖性质的研究是探索木材其它性质和加工利用的基础。阔叶树材主要由导管 、木纤维 、轴向薄
壁细胞 、木射线等各种细胞排列组成 ,它们的形状 、大小 、排列方式 、比量等方面的特征和变异直接影响木
材性质。只有了解木材的解剖性质 ,才能在广泛的木材生产实践中抓住木材构造的显著特征 ,并根据这些
显著特征鉴别木材的种类[ 7] 。
　收稿日期:2006-08-12;修回日期:2006-09-04
　作者简介:刘福涛(1980-), 男 ,山东庆云人 , 福建农林大学硕士研究生 ,从事用材林定向培育方面的研究。
第 34 卷 第 1 期
2 0 0 7 年 3 月
福 建 林 业 科 技
Jour of Fujian Forestry Sci and Tech
Vol.34　No.1
Mar., 2 0 0 7
1.1.1　马占相思木材宏观特征　马占相思木材为散孔材 ,木射线稀至中 ,局部斜列[ 8] 。心边材区别明
显 ,心材率高 ,褐色 ,坚硬 ,无严重缺陷;边材比例小 ,黄白色[ 9 ,10] 。9.5年生的马占相思心材率平均值达
55.62%,树干基部的心材率高达 77.86%。马占相思树干的树皮率平均为 12.99%。不同树龄的马占相
思生长轮宽度变化范围在 6.99 ～ 32.55 mm 之间 ,生长轮宽度平均为 22.82 mm[ 10] 。
1.1.2　马占相思木材微观特征　马占相思木材导管横截面为卵圆和圆形 ,直径 120 ～ 160 μm ,为单管孔
或极少数为短径列复管孔 ,斜列;导管上纹孔多 ,纹孔内有附物;管间纹孔式和射线—导管间纹孔式均为互
列的附物纹孔;轴向薄壁组织为环管束状 ,2 ～ 4个细胞成一串;木射线为同形射线 ,单列至多列 ,单列射线
较多 ,宽度 1 ～ 3个细胞。不同树龄马占相思木材纤维形态特征存在差异 , 6 ～ 9年生的马占相思木材纤维
有些指标已达或超过 6年生尾叶桉和 11年生刚果 12桉的制浆性能[ 11] 。徐峰(2004)研究表明:马占相思
木纤维长度和长径比随着树龄的增加而增加 ,自髓心向外 ,第 1 ～ 2轮木纤维长径比小于 50 ,第 3轮之后 ,
木纤维长径比大于 50 ,木纤维直径随着树龄的增加而呈减小趋势 ,木纤维双壁厚大体上随着树龄的增加
而增大。马占相思木材纤维长度中等 ,长径比大 ,壁腔比小 ,是良好的制浆造纸树种[ 10] 。
我国广西 9.5 年生马占相思木材的木纤维比量 、木射线比量 、导管比量 、薄壁组织比量分别为
70.2%、14.3%、9.9%和 5.6%.随着树龄的增大 ,各种组织的比量基本保持不变或变化很小 ,而木纤维胞
壁S2 层微纤丝角略成增大的趋势 ,其增大变化不大 ,平均值为 9.8°[ 10] 。
薛振华等(2002)在观察马占相思木材超微构造的基础上 ,分析了马占相思木材在构造上容易发生皱
缩的原因 ,同时观察了马占相思皱缩材组织结构的变化 ,验证了皱缩机理[ 12] 。
1.2　马占相思木材和树皮化学性质
木材由天然高分子物质和低分子物质组成 ,其细胞壁主要由 3种高聚物(纤维素 、半纤维素和木质素)
构成;木材抽提物是一组不构成细胞壁 、胞间层等基本木材构造部分的低分子游离物质 ,属于低分子物
质[ 7] ;树皮中的单宁是栲胶原料的有效成分 。
1.2.1　马占相思木材化学组成　不同产地马占相思木材化学组成也有所不同 ,生长于我国广东 6年生的
马占相思适合制浆造纸[ 9] ,生长于我国广东的马占相思木材苯 -醇抽提物(6.20%)、1%NaOH 抽提物
(22.00%)、综纤维素(72.38%)、α-纤维素(46.48%)含量要比生于印度尼西亚的高 ,而木质素(21.98%)
含量则比产于印度尼西亚的低[ 13 , 14] ,冷水抽提物为 2.9%,热水抽提物为 4.1%,灰分为 0.25%[ 14] ,聚戊
糖为 23.20%,相对结晶度为 39.74%[ 14] 。Pinto(2005)研究表明:马占相思酸解木质素(28%)中愈疮木基
(S)、紫丁香基(G)和对羟基苯基结构单元(H)S∶G∶H 为 48∶49∶3 ,纤维素为 46%,X射线衍射分析纤维素
结晶度为 67.6%[ 15] 。
1.2.2　马占相思木材酸碱性　木材的酸碱性质是木材的重要化学性质之一 ,它直接影响木材的胶合和涂
饰。绝大多数木材呈弱酸性 ,木材的酸碱性因树木的生长条件 、树种 、树龄和树高不同 ,边心材以及含水率
等诸多因素而变动[ 7] 。马占相思木材心材 pH 值 4.75 ,边材 pH 值 4.96 ,平均 4.68。心材 、边材之间 pH
值变化小于 0.3;木材的酸缓冲容量 4.00 mL ,碱缓冲容量在 21.05 mL[ 16] 。
1.2.3　马占相思树皮化学性质　马占相思绝干树皮单宁含量 32.8%～ 36.75%,纯度为 82.4%,属凝缩
类 ,单宁/非单宁为 6.10 ,约 2.34 t ～ 3.5 t气干树皮可生产 1 t栲胶。制得的栲胶单宁含量高 ,颜色浅 ,富
有弹性 ,皮质好 ,说明马占相思树皮是一种优良的栲胶原料[ 9 , 17 ,18] 。皮革能在 20 h内完全被鞣透 ,猪底革
色浅[ 19] ;总色值 12左右 ,以鞣革来看 ,它与余甘拷胶的性能基本一致[ 17] 。梁发星等(2005)研究表明 ,不
同产地的马占相思树皮的单宁含量差异较大;树龄对树皮的单宁含量影响较明显 ,随着树龄的增加 ,单宁
含量逐渐减少;从主干的根部往顶部 ,树皮的单宁含量逐渐降低[ 21] 。
1.3　马占相思木材物理性质
1.3.1　马占相思木材密度和比重　不同树龄不同产地马占相思木材的密度存在差异 ,基本密度和气干密
度都随树龄的增加略有增加 , 7 年生马占相思木材基本密度和气干密度均小于 9.5 年生马占相思木
材[ 9 ,21] 。9年生马占相思木材属低 、中密度木材 ,且心材密度较边材密度大[ 22 ,23] 。气干密度与国产的大
多数阔叶树材相比 ,处于中等水平[ 24] ,树干中部的密度较大 ,基部和上部较小[ 21] 。马占相思湿材(119%)
·150· 福 建 林 业 科 技 第 34 卷
比重为 0.98 ,含水率 15%时比重为 0.63[ 25] ,含水率 12%时比重为 0.56 ,绝干时比重为 0.50[ 26] 。
1.3.2　马占相思木材含水量　不同产地马占相思木材的含水率有较大不同 ,Hon(1984)测量了产于马来
西亚沙巴的 115根马占相思木材含水率[ 27] ,Anon(1998)测量了生长于马来西亚的马占相思木材:心材含
水率比边材要大 ,为湿心材[ 28] 。徐峰(2005)研究表明 , 马占相思全树的生材绝对含水率平均值为
96.9%,树干不同高度生材绝对含水率的变化幅度较大 ,随着树干高度的增加呈减少的趋势 ,枝下高以下
部分明显高于枝上树冠部分[ 10] 。
1.3.3　马占相思木材干缩性　不同树龄马占相思木材的干缩性存在差异 ,径向干缩系数随树龄的增大而
减小 ,弦向干缩系数随树龄的增加变化无规律 ,体积干缩系数随树龄增加基本不变[ 9 ,21 ,22] 。与大多数阔
叶树材相比 ,马占相思木材的径向 、弦向和体积干缩系数均较小[ 21] ,树干中部木材的干缩系数较大 ,基部
和上部的较小 ,差异干缩达 2.977 ,比国产大多数阔叶树材的差异干缩要大[ 21] ,对于干缩性的研究 ,不同
学者得出的结果有较大差别 ,变异产生的原因除了树龄不同外 ,种源也可能不同 ,树木的生长地域也可能
造成此差别。
1.4　马占相思木材力学性质
不同树龄马占相思木材的力学性质存在差异 ,7年生马占相思木材硬度中等 ,端面 、径面和弦面的硬
度分别为 44.79 MPa 、37.34 MPa 和 29.60 MPa ,顺纹抗压强度 、抗弯强度 、抗弯弹性模量 、冲击韧性分别
为:42.73 MPa 、68.80 MPa 、7.64 GPa 、40.18 kJ·m-2[ 9] 。9.5年生马占相思木材主要力学性质指标大于 7
年生的马占相思 ,端面 、径面和弦面的硬度分别为 82.99 MPa ,64.58 MPa和 56.99 MPa ,顺纹抗压强度为
60.40 MPa ,抗弯强度和抗弯弹性模量分别为 184.0 MPa和 13.944 GPa ,冲击韧性为 66.90 kJ·m-2 ,径面
和弦面的顺纹抗剪强度分别为 10.89 MPa和 12.01 MPa 。可作为承重结构和高中档家具用材 ,但冲击韧
性强度较低[ 22] ,据美国威斯康星州林产品试验室测定 ,马占相思木材弹性模量 、硬度值与北美最好的家具
材———黑胡桃相类似[ 9] 。
1.5　马占相思木材耐久性及其功能性改良
5年生的马占相思人工林木材天然耐腐性 、耐性较差 ,边材属不耐腐级 ,心材属稍耐腐级 ,野外抗蚁性
差 ,耐久年限小于 2 a ,属不耐久等级木材[ 29] 。如果能用防腐剂 、改性药剂等进行有效处理 ,其利用价值将
大大提高 ,但相思木材较难处理 ,且各种间木材的处理性能差异较大[ 8] 。
马占相思对浸注液的吸收程度介于杉木(64.6%)和藜蒴栲(23.8%)之间 ,随着浸注压力从 0.6 MPa
提高到 0.8 MPa ,其增重率迅速增长 ,但再增加压力 ,其增重率却不再增长 ,由于马占相思试验用材的密度
变化不显著 ,所以增重率随着密度的增加变化不明显[ 31] 。
1.6　马占相思木材加工性能
马占相思木材机械刨切性能好 ,容易砂光 ,开裂少 ,花纹美丽;油漆性能良好 ,漆膜光亮[ 22] ;木材刨面
光滑 ,容易干燥 ,变形小[ 22] ,但容易产生皱缩和内裂[ 31] ;密度中等 ,胶粘性好 ,胶合强度高 ,可作细木工芯
板条[ 23] ;能进行防腐处理[ 22] ;但有些原木半活节 、死节较多 ,单板利用率低[ 22 ,23] 。
2　展望
我国木材科学研究方向主要集中在木材解剖学 、木材化学 、木材物理学 、木材保护学 、木材检测技术 、
生物木材学等方面 ,马占相思木材学方面的研究主要有木材解剖学 、木材化学和木材物理力学方面;对马
占相思生物木材学方面的研究最少 ,仅见一篇报道[ 32] 。对木材保护及检测技术的研究也很少 ,而且研究
手段较落后 ,马占相思木材性质今后应加强以下几个方面的研究 。
2.1　加强马占相思木材性质与培育措施关系的研究
林木的生长环境和培育措施对木材性质的影响很大 ,而且影响复杂。随着现代林业科技的发展 ,国内
外都十分重视人工林木材的质量 ,定向培育则是当前世界工业用材林培育的重要方法 ,通过研究培育措施
对材性变异的影响规律 ,寻找适合培育不同用途马占相思木材的适宜环境和措施 。按照定向培育的模式
培育林木 ,提高林地的经营效益 ,这既能发挥木材的最大效能 ,又能提高林地生产力 ,使森林资源得到合理
·151·第 1 期 刘福涛 , 等:马占相思木材和树皮性质研究进展
有效的利用。
2.2　加强马占相思木材性质与加工利用关系的研究
从马占相思木材加工利用的角度对人工林马占相思木材的超微结构 、物理力学性质 、化学性质进行系
统研究 ,建立相应的数据库[ 33] ,对其优缺点进行评价 ,通过木材改性的手段对其进行功能性改良 。为马占
相思木材的加工利用提供科学 、准确 、实用的基础数据和有益的参考 。
2.3　应用现代技术手段进行马占相思木材性质的研究
改进马占相思材性研究的测试手段 ,运用先进的科学方法 ,如用计算机图像处理技术测量木材的纤维
长度 、宽度 、细胞腔径 、壁厚 ,对纹理特征进行提取 ,对木材缺陷进行检测;用木材无损检测技术对木材性质
进行测定 ,如用 X射线或γ射线测定木材密度 ,用近红外光谱技术预测木材的物理 、力学 、化学性质[ 34] ,用
断层扫描检测木材内部的情况 ,用超声波检测法 、冲击应力波检测法和核磁共振法测试木材强度等;用非
破坏性检测手段直接对活立木的某些木材性质进行检测。
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