全 文 ：广东林业科技
19 5 6年第 6 期
窿缘按和柠檬按木材性质的比较研究
苏中海 谭秋祝
窿缘按 ( E 二al y 川二 。 ` : 叮 ta ) 和柠 檬
按 ( E . cl’ tr io d o ra )是华南地区大面积引种
造林的两种按树 。 鉴于按树木材固有的缺陷
和近年来在利用中出现的间题 , 人们对它的
评价不一 。 本研究试图对这两种按木作全面
的材性比较 , 并探索其材性与木材构造的相
互关系 , 为利用提供参考 。
一 、 木材的解剖性 “
两种按木的试材均采自雷州林业局林科
所 。 胸径 16 一 2 c0 m , 树龄同是 17 年 , 立 地
条件基本一致 。 每种选 3株截取胸高圆盘 。 每
个圆盘分别在离髓心的第 2 、 6 、 1。 、 14 各生
长轮取样 , 制成切片或纤维分离后 , 分别观
察其组织构造 , 测定组织比率和纤维形态 。
边 、 心材区别略明显 ; 边材 灰 白 , 心 材 灰
褐 ; 边材较宽 , 3一 sc m 。
两种按木的生长轮均略 明 显 , 属 散孔
材 。 管孔小 , 斜列或呈之字形分布 : 心材管
孔中侵填体丰富 。 导管单穿 孔 ; 壁 孔 式 互
列 , 系附物型 : 壁孔 口内函 , 透镜形 。 轴向
薄壁组织环管状 , 偶见星散分布 , 多 由 3一 5
个细胞组成 。 环管管胞常见 , 与环管木薄壁
组织混生 , 成不规则弯曲的扁圆形 ; 具缘壁
孔数多 , 壁孔 口内函 , 透镜形或 X形 。 木射
线多数单列 , 少数 2列 , 射线细胞同形 。
窿缘按的木纤维主要是纤维状管胞 , 具
缘壁孔略多 , 合生壁孔 口裂隙形 ; 柠檬按主
要是韧形木纤维 , 单壁孔数少 。 窿缘按导管
小而多 , 平均弦径 1 2 6协m , 每m m 2 2 个 ; 柠
檬按导管较大较少 , 平均弦 径 13 9 卜m , 每
m m
么
26个 。
1
. 木材构造
窿缘按边 、 ` 心材区别很 明 显 ; 边 材 浅
褐 , 心材深黄褐 ; 边材窄 , l一 cZ ln 。 柠檬按
2
. 组织比率
将切片放大 10 倍 , 在投影玻璃上 用 规
表 1 两种按木树干横向不同部位的组织率
竺{二碳绎簿年薄鄂万墨黔二……渭黔障藐2 1 5 4 · “ { “ 4 , 3 … ` 5 ` 4 】 ` 3 · 5 { 2 9 ` ” 1 3 2 · 2“
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, 为木射线及轴向薄壁组织之和 。
. 周运强同志曾参加木材解剖的部分工作 。
则点测法 , 分别测量横 、 弦 、 径三个切面的
木纤维 、 导管 、 木射线及轴向薄壁组织的百
分率 . 结果歹纽少表 l 。 -
可见 , 两种按木的纤维率十分接近 ; 导
管率窿缘按较大 , 比柠檬按大 12 % ; 薄壁组
织率柠檬按较大 , 比窿缘按大 10 % 。 纤维率
从内 ( 髓心 ) 向外 ( 树皮 ) 升高 ; 导管和薄
壁组织率则降低 。 两种按木一样 。
3
. 纤维形态
纤维被分离后置于投影玻璃上 , 分别测
量其长度 、 宽度和腔宽 。 宽度和腔宽之差除
以 2即为纤维单壁厚度 。 结果列于表 2 。
可见 , 柠檬按的纤维较长 , 较宽 , 胞壁
也较厚 , 比窿缘按分别大 16 帕 , 7 帕 , 15 呱 。
两种按木的纤维长度和单壁厚度 , 从内向外
表 2 两种按木树干横向不同部位的纤维形态
长度 ( m m )生长轮
2
6
10
14
平均
窿缘按
O
。
6 0 5
0
。
8 36
0
。
9 1 2
0
.
9 6 3
0
。
8 2 9
柠檬按
0
.
7 6 4
0
.
8 8 6
1
。
0 7 8
1
。
12 0
0
。
9 6 2
1 3
.
4
1 5
.
0
1 5
.
1
1 5
.
1
14
.
7
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4
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6 … 5 · 3
增加 , 但宽度变化不大 。
按照国际木材解剖学会 的纤维长度分级
标准 , 窿缘按的纤维长度属子短级 , 柠檬按
则属于中等长度级 。
二 、 木材的物理性
选取与木材解剖相同取样方法的试材 ,
分别测定第 2 、 6 、 10 、 14 各生长轮的基本密
度 、 体积全干缩率和最大吸水率 。 三项试验
均在同一试样上进行 。 结果列于表 3 。
从表中可以看到 :
1
. 基本密度 心材从内向外是增大的 ,
边材 ( 14 轮 ) 较心材外部 ( 10 轮 ) 有 所 减
小 。 平均值窿缘按较柠檬按大 6铂 。
2
. 最大吸水率 心材从 内向外是降低
表 3 两种按木树千横向不同部位的物理性
基本密度 ( g / e m “ ) 体积全干缩率 ( 呱 ) 最大吸水率 ( 响 )生长轮
窿缘按 柠檬按
0
.
5 2 5
0
。
7 0 2
0
.
7 4 5
0
.
7 3 8
0
.
6 7 8
窿缘按 柠檬按
1 5
.
0 3
1 7
.
3 5
1 8
.
6 3
1 8
.
7 1
17
.
4 3
柠檬按
勺成座ōq山八匕ùa尸aQ曰门匕C口O山0 . 5 8 1
0
.
7 2 2
0
。
8 4 9
0
.
7 2 5
0
。
7 19
1 1 1
。
.…OJ八勺nU臼`八匕只OU6l 014
平均
2 5
.
1 5
2 1
。
1 8
18
.
9 1
1 6
.
2 6
2 0
.
3 8
的, 边材较心材外部略有提高 。 平均值柠檬
按要比窿缘按大 n 肠 。
3
.体积全千缩率 两种按 木 截 然 不
同 ; 从内向外 , 窿缘按明显降低 , 柠檬按则
平缓升高 。 平均 值 , 窿 缘 按 比 柠 檬 按 大
17肠 。
三 、 木材的力学性
根据历年来闽 、 粤 、 桂 、 滇各省 ( 区 )
有关部门对这两种按木的力学测 试 结 果 表
明 , 主要的力学指标 , 一般都是窿缘按低子
柠檬按 。 如 1 9 78 年广西林科所对这两种按木
( 南宁地区 16 年生树 ) 的力学试验数据 。 现
摘录主要者列于表 4 , 以兹比较 :
由此可见 , 这几项力学强度 , 窿缘按较
柠檬按要低 23 一 50 肠 , 尤以顺纹抗拉和冲击
韧性更为明显 。 它除了因木材密度 ( 窿缘按
较低 ) 和斜纹理 ( 窿缘按较严重 ) 影响外 ,
木材解剖特性的差异也是不可忽视的 。 在植
物的系统演化过程中 , 纤维状管胞较韧型木
纤维原始 , 一般认为其直径和胞腔较大 , 长
表 4 两 种 按 木 主 要 力 学 强 度 比 较
力 学 强 度 种 类
冲击韧性 k g f 一 m c/ m Z
顺纹抗拉强度 k g f / 。 m “
横纹抗压强度 k息f / c m “
抗弯弹性模量 T f / c m “
抗弯强度 k g f / c m “
柠 檬 按 窿 缘 按 窿缘枝低 (帕 )
nU
盛“佳八匕尸勺住`n乙1 . 5 8 3
19 4 4
1 10
20 0
16 1 5
0
.
7 8 6
1 0 8 9
8 1
1 4 9
1 2 4 8
2 5
2 3
注 : 横纹抗压强度系指径向全部受压值。
度较短 。 壁较薄 , 强度较低 。 构成窿缘按木
材 60 肠以上的纤维主要是纤维状管胞 , 比柠
檬按密度小 , 力学强度低 , 特别是脆性大 ,
韧性小 , 这是符合常规的 。
四 、 木材的化学性
物质和细胞腔中的抽出物 。 粤 、 桂两省 (区 )
曾对这两种按木进行过多次化学分析 , 摘录
部分列于表 5 。
、 以上材料说明 : 纤维素和半纤维素 , 窿
缘按比柠檬按少 , 木素比柠檬按多 ; 各种抽
出物 , 窿缘按显著多于柠檬按 。 这些差异 ,
与木材的耐久性和纤维利用关系极大 。
木材的化学性 , 主要是指组成细胞壁的
表 5 两 种 按 木 的 化 学 分 析
毓一衅里二……洲i矍…粤二二三二一 …-一兰 -一…-卫星卫 l 阵兰型二 一 一… 一 月卫旦 -柠模按 …- -一 l 一卜卫生 2生 阵兰红二二 ’一翌巫塑 -一} 2 } 4 7 . 5 5 { 2 6 . 0了 { 1 5 . 0 0
} 抽出物 ( 肠 )
1 更工翌……一 少了; 一… 旦竺巨昼一一兰生巨巨 阵二垫些生一
} 艺· 4 0 } 3 . 9 了 3
.
1 5
注 : 1一广东林科所 1 9 6 4年用10 年生材测定值 。
2一广西林科所 1 9 78年用16 年生材测定值 。
五 、 木材的干燥性
根据雷州林业局和南京林业大学用过热
蒸气对这两种梭木干燥试验表明 , 均属于难
干燥的木材 ; 窿缘按较柠檬按 、 心材较边材
更难干燥 。 干燥后其质量也有不同 。 窿缘按
产生的裂纹和皱缩等缺陷较多甚至严重 , 原
有的裂纹都明显延长 ; 柠檬按产生这些缺陷
较少或轻微 。
夭然干燥情形亦相似 。 我们用长 l m 尾
径 1c6 m 的生材带皮原木 , 置于室内气 干 已
达 3年时间 , 端部材都基本气 干 了 , 但中部
材 ( 材长 1/ 2处 ) 尚未气干 , 尤其 心 材 , 含
水率均在20 肠以上 , 窿缘按比柠檬按更大 ,
见表 6 。 窿缘按每根原木都有不同程度 的 内
裂和皱缩缺陷 , 严重裂纹竟达断面直径 2 / 3 ,
宽度 6一 s c 。 ; 柠檬按只有微小的材端裂纹 。
表 6 两种按原木室内气干三年含水率状况
树 种
窿 缘 按
柠 檬 按
…一一一 巡壑竺丝赳些之一 …一 全塑全些空i些主 一…一 边一 竺一…一生一卫一…一竺卫一 {一全一竺一…一 兰 i 一…- 一 一卫吕少一{. - - 一 i竺 一一 {一 胜兰 一… ` 7 .3 _ _ _ 」_ _ i了通 _ _ } `” 一几 _ -l 哭9{圣
导管细小及其中的侵填体丰富 , 是造成
按木难干燥 的主要原 因 。 边材导 管 无 侵 填
体 , 所 以较心材易干 。 由于窿 缘 按 干 缩率
大 , 树干内外干缩差异也大 , 斜纹理又较严
重 , 因而干燥后质量较差 。
六 、 木材的耐久性
木材 的耐久性系指其对菌 、 虫为害的抵
抗力。 为了探索耐久性与这两种按木构造的
关系 , 分开边材 、 心材内部 ( 靠近髓心 ) 和
心材外部 ( 靠近边材 ) 三个不同部位取材 ,
分别制作耐菌腐 、 抗蚁蛀和野外暴露试样 。
每一项试验在每一个部位均取试样 20 个 。 为
了比较 , 各项试验均用木棉 ( G。 : : 。 : :万“ :
俐 a l a b a r i c a ) 作对照 。
菌腐试验 , 用中国林科院木材所防腐室
提供的变色多孔菌 ( p o l少夕o r u s o e r s `e o l o r ) 。
蚁蛀试验用的是常见的家白蚁 ( C a tP ot er m -
e s
f
o r 阴 o s a n u s ) 。 两种试验都是感染 4个月
即计算试样重量损失率 。 结果列于表 7 。
野外暴露试验一周年时 , 按其腐朽或白
表 7 两种按木室内耐久性试验试样盆一损失率
… 菌腐重量损失率 ( 肠 )树 种 …一— — 一— 一 }一— 一 {竺一竺一卜{些塑色 }-全竺丝壑一少塑竺一…- 兰些生一…一兰兰 ~一…一卫立一竺巡竺一…- -兰旦一止 一 , 2扭一上 6一 3 -木棉 (对照 )l 5` .0
自蚁蛀重量损失率 ( 肠 )
…一边也!一全型燮 一 {止全竺些童些!一些一…一三巴三一 一…一 巨三~ -
}一竺生 一 ’一些 ’一匕i竺{卫一 -… ” 3 · 了
注 : 重量损失率% = ( 试验前重 一 试验后重 ) / 试验前重
蚁蛀食 的程度评定耐久性等级 , 并按条数统
计百分率 。 结果是 :
窿缘按的边材78 肠严重 腐 朽 : 心 材 内
部 , 严重和中度腐朽各占14 肠 ; 心材外部者
材质全部完好无损 。 柠檬按的边材和心材内
部都全部严重腐朽 : 心材外部 , 中度和严重
腐朽各占5 0 肠 。 在半周年检查时 , 木棉试样
已全部腐断 。
上述结果说明 : 两种按木的边材都是不
耐腐的 , 窿缘按的心材很耐腐 , 柠檬按的心
材是不耐腐的 , 或只是中等 耐 腐 。 这 一 结
论 , 室内和野外的试验是基本一致的 ; 与前
人的试验和原产地的记载也是一致的 。 实际
的使用效果也说明 , 窿缘按由于 心 材 很 耐
腐 , 比例又大 , 无论室内或野外使用都经久
耐用 , 本省南部群众喜欢用它作建筑构件 ,
而不使用比它通直得多的柠檬按 , 就是这个
缘故 。 因为他们使用柠檬按 , 3一 5年就 会 被
家夭牛 虫 ( g 才: o o a 才`, ` : : 10 , g ` e o r n e ) 或 者
白蚁蛀坏 。
澳 大利亚木材化学专家 P . 鲁迪曼和 W .
E
. 希利斯 , 曾对多种按木心材抽出物 进 行
研究 , 认为心材颜色愈深的 , 各种抽出物就
愈多 , 其中所含的多酚类物质也多 , 因而耐
腐性就愈好 。 窿缘按心材很耐腐 , 正是这些
抽出物对菌 、 虫有驱避 、 抑制或 毒 杀 的 作
用 。 柠檬按耐腐性差 , 除抽出物原 因外 , 还
与半纤维素的含量较多有关 。
七 、 木材利用
1
. 从这两种按木树干横向定量解剖结
果可知 , 10 年生以前 , 其组织比率 、 纤维形
态 、 主要物理性等都尚未稳定 , 变化急剧 ,
差异显著 , 为幼年材阶段 。 10 年生时才逐渐
进入组织成熟期 。 幼年材细胞组 织 尚未成
熟, 表现为密度小 , 强度弱 , 硬度低 , 刚度
差 , 脆性大 , 厂「缩大 , 耐久性差等特点 , 不
利于使用 。 因此 , 10 多年生的按木小径材 ,
幼年材 比例很大 , 仍以原木状态 使 用 为 有
利 ; 若作锯材 , 不仅出材率低 , 还会显著降
低强度和刚度 , 并导致干缩 、 变形 、 开裂严
重 。
2
. 建筑 、 桥梁 、 坑木 、 电杆等工程 的
实木用材 , 不但要求强度能满足需要 , 而且
也要求经久耐用 。 这两种按木均属于强度大
的木材 , 柠檬按 的抗拉 、 抗弯 、 抗压和冲击
韧性均高于窿缘按 , 树干较通直 , 开裂变形
少 , 作工程用材理应较窿缘按为优 , 但由于
柠檬按的耐久性差 , 所以 , 目前在各种工程
结构及农具用材中 , 都宁愿使用窿缘按而不
用柠檬按 。 这就说明 , 工程结构用材 , 有条
件进行防腐防虫处理者 , 以柠檬按为优 ; 无
此条件者 , 还是使用窿缘按为好 。
3
. 实木使用中的家具 、 文具 、 门窗 、
地板等细工用材 , 要求干缩变形小 , 容易加
工 , 花纹美观 。 两种按木均重且硬 , 纹理倾
斜或交错 , 干缩变形大 , 不适于作细木工用
材 。 如因缺材非作细木使用不可时 , 以使用
柠檬按较好 。 并且要选用树龄和径级较大的
原木 , 减少幼年材比例 ; 还要充分干燥和注
意选料 。
4
. 目前木材纤维利用的主要方式是造
纸 。 木材纤维形态和化学性质对造纸影响极
大 。 柠檬按的纤维较长 、 长宽比较大 , 纤维
素含量较多 , 各种抽 出物含量较少 , 用作造
纸原料较窿缘梭为优 。 制浆实践表明 , 柠檬
按的得 率 较 高 ( 5 2 . 8肠 ) , 窿 缘 按 较 低
( 4 0
.
8 % )
。 一般认为 , 得 率 在 50 帕 以下
时 , 不大适宜作造纸原料 。 所 以柠檬按可为
造纸原料 , 而窿缘按则否 。 巴西和南非大量
种植柠檬按 , 主要也是用幼龄林的小径材作
造纸原料 。