全 文 ：大木竹竹材物理性质的研究
苏文会1 , 2 ,顾小平1＊ ,朱如云3 ,岳晋军1 ,林开搜3
(1.中国林业科学研究院亚热带林业研究所 ,浙江　富阳　311400;2.国际竹藤网络中心 ,北京　100102;
3.浙江省平阳县林业局 ,浙江　平阳　325400)
摘　要:以材性优良的毛竹等竹种为参比 , 研究了丛生竹种大木竹竹材的物理性能。结果表明:大木竹竹材的
基本密度为 0.618 g/cm3 ,小于毛竹的基本密度(0.765 g/ cm3),而比参比的其他丛生竹密度大或与之相当;大
木竹竹材气干体积干缩率为 7.7%, 吸水饱和体积湿胀率为 18.686%, 饱湿含水率为 77.8%,均大于毛竹材
的相应值。
关键词:大木竹;物理性质;密度
中图分类号:S781　　　文献标识码:A　　　文章编号:1000-2006(2007)02-0042-05
Study on Physical Properties of Bambusa wenchouensis Wood
SU Wen-hui1 , 2 , GU Xiao-ping 1＊ , ZHU Ru-yun3 , YUE Jin-jun1 , LIN Kai-sou3
(1.Research Inst itute of Sub t ropical Forest ry , CAF , Fuyan g 311400 , C hina;2.International Center for Bamboo and Rat tan ,
Bei jing 100102 , China;3.Fores t ry Bureau of Pingyang C ounty Zhejiang Province , Pingyang 325400 , China)
Abstract:The w ood phy sical propert ie s of Bambusa wenchouensis were studied and compared
wi th tho se of o ther bamboo s including Phy llostachy s edul is.T he result show ed that the bas-
ic densi ty of B.wenchouensis was 0.618 g/cm3 , low er than that of P.edul is(0.765 g/cm3)
and equal to o r higher than that o f o ther sympodial bamboo species.The air dry volume
shrinkage ratio w as 7.7%, the maximal sw elling ratio was 18.686%, and the maximal wa ter
abso rption ratio w as 77.8%, which w ere all higher than those of P.edul is.
Key words:Bambusa wenchouensis;Physical property ;Density
　　　收稿日期:2005-11-07　　　　修回日期:2006-06-12
　基金项目:浙江省科技厅重点项目(011034);农业科技成果转化项目(2004670040400)
　作者简介:苏文会(1976-),女 ,硕士 ,主要从事竹林培育等方面的研究。
＊通讯作者(Corresponding Author):顾小平 ,男 ,研究员。
　　近年来 ,随着经济体制改革的推进和市场需求的增大 ,竹产业发展迅速。然而 ,当前我国的竹种资
源开发仍较单一 ,尤其是竹板材加工几乎完全依赖毛竹 ,导致竹材原料供需矛盾日趋突出 。丛生竹资源
在我国分布面积大 ,产量高 ,但受自身壁薄 、径小等特点的限制 ,目前除少数竹种用于造纸外 ,利用丛生
竹作为板材原料的比例很小。
大木竹(Bambusa wenchouensis(Wen)Q.H.Dai)是浙闽地区自然分布的重要丛生竹种 ,一般竹株
胸径为 7 ～ 10 cm ,竹壁厚 10 ～ 17 mm ,材质坚韧。据报道 ,普通经营水平下的大木竹林分年产秆材可达
60 t/hm2[ 1-2] ,为毛竹林年产材量的 2倍多。笔者研究了大木竹的竹材密度 、干缩性 、湿胀性和吸水性等
物理性质 ,并以材性优良的毛竹(Phy l lostachys edul is)和青皮竹(Bambusa tex ti les McClure)等竹种为
参比 ,旨在评价大木竹作为板材原料的可能性 。
1　材料与方法
1.1　试材采集
采样点设在浙江省平阳县南湖乡 ,竹林为以大木竹为主的竹木混交林 。分散选取生长良好 、无缺陷
的大木竹及毛竹等参比竹种各 5株 ,齐地砍倒 ,去梢头 ,将竹秆 5等分 ,自下向上分别截取约1.0 m长的
竹段 ,编号标记 ,作为从秆基到秆梢不同部位的测试材料。各竹种的标准竹状况见表 1 。
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　第 31 卷第 2 期
2007 年 3 月 　
南 京 林 业 大 学 学 报 (自 然 科 学 版)
Journal of Nanjing Forest ry University(N atural Sciences Edition)　
Vo l.31 , No.2　
Mar., 2007　
　表 1　大木竹及各参比竹种物理性质测试的标准竹状况
　Table 1 　Selected samples in testing physical properties of
B.wenchouensis and other bamboo species
竹种
Bamboo species
年龄
Age/
a
平均秆高
M ean culm
heigh t/m
平均胸径
Mean DBH/
cm
大木竹(Bambusa wenchouensis) 3 13.81 7.77
毛竹(Phyl lostachys edu li s) 6 13.60 7.83
青皮竹(Bambusa text i li s) 3 12.30 5.66
水竹(Bambusa text i li s var.f asca) 3 6.92 4.33
绿竹(Dend rocalamop sis oldham i) 3 7.55 5.71
1.2　试件的制作及实验方法
为了保证各试件取自竹秆上相对一致的位置 ,
将各段竹筒剖开 ,对称取样 ,自下而上分别依次截取
密度 、吸水性 、干缩性和湿胀性试件 。每一试件相对
的两个断面应相互平行并与侧面垂直 ,两个弦面保
留竹青与竹黄的原状 ,各试件编号标记 。
按照国家标准的要求制作试件[ 3] ,密度 、吸水
性 、干缩性 、湿胀性测试的试件尺寸为:10 mm(纵
向)×10 mm(弦向)×t mm(竹壁厚),其中 ,基本密
度和干缩性测试的试件用饱和水分的试条制作。测
试方法参照GB/ T 15780-1995“竹材物理力学性质试验方法”[ 3] 。
2　结果与分析
2.1　大木竹竹材的密度
2.1.1　大木竹与各参比竹种竹材密度的比较
大木竹与各参比竹种竹材密度的测试结果见表 2。
表 2　大木竹与各参比竹种的竹材密度
Table 2　The wood densities of B.wenchouensis and other bamboo species
竹种
Bam boo
species
部位
Part
气干含水率
Air dry moisture
content%
基本密度
Basic density/
(g· cm-3)
气干密度
Air dry density/(g· cm-3)
w% 12%
全干密度
Dry densi ty/
(g· cm-3)
大
木
竹
-1 10.3 0.508 0.610 0.609 0.611
-2 10.1 0.574 0.710 0.718 0.672
-3 10.7 0.619 0.743 0.745 0.725
-4 10.7 0.678 0.811 0.815 0.779
-5 10.9 0.710 0.845 0.846 0.830
均 10.5 0.618 0.744 0.747 0.723
毛
竹
-1 9.1 0.766 0.865 0.881 0.818
-2 9.7 0.739 0.824 0.821 0.827
-3 9.7 0.758 0.835 0.84 0.814
-4 10.0 0.772 0.889 0.896 0.851
-5 10.0 0.789 0.933 0.940 0.894
均 9.7 0.765 0.869 0.876 0.841
青
皮
竹
-1 9.2 0.616 0.744 0.732 0.779
-2 9.1 0.653 0.787 0.785 0.790
-3 9.3 0.676 0.765 0.758 0.788
-4 9.2 0.686 0.811 0.807 0.820
-5 9.2 0.765 0.885 0.890 0.873
均 9.2 0.679 0.798 0.794 0.810
水
竹
-1 9.3 0.498 0.602 0.600 0.608
-2 9.2 0.515 0.614 0.615 0.613
-3 9.5 0.542 0.661 0.662 0.658
-4 9.6 0.591 0.708 0.710 0.699
-5 9.3 0.631 0.716 0.711 0.721
均 9.4 0.555 0.660 0.660 0.660
绿
竹
-1 9.7 0.507 0.613 0.617 0.597
-2 9.5 0.561 0.669 0.673 0.658
-3 9.8 0.573 0.677 0.678 0.669
-4 9.7 0.608 0.696 0.696 0.692
-5 9.5 0.636 0.760 0.764 0.748
均 9.6 0.577 0.683 0.686 0.673
　　注:W %为测定时含水率 , “ -1 、-2 、-3 、-4 、-5”表示从基到梢的竹秆各部位 ,其对应数值是此部位各样竹的平均值 ,表 4 、5同。
由表 2 可看出 ,大木竹的基本密度 、气干和全干密度分别为 0.618 、0.747(含水率为 12%时)和
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　2007 年　总第 128 期　　　　　　　　　苏文会等:大木竹竹材物理性质的研究
0.723 g/cm3 ,小于毛竹的相应值;同其他丛生竹种相比 ,大木竹的密度比青皮竹略小 ,而均大于水竹和
绿竹 。据报道大木竹的密度大于南方笋材两用竹麻竹(Dendrocalamus lati f lorus)和云南等地重要丛
生竹龙竹(Dendrocalamus g iganteus)、甜龙竹(Dendrocalamus brandisi)等竹材的密度[ 4-5] ;亦大于大
多数木本植物(如杨 、杉木 、枫香 、福建柏 、马尾松 、黄山松等)的密度[ 6-10] 。
密度是竹材重要的物理性质 ,它与竹材力学强度 、吸水性等密切相关[ 11-12] 。竹材作为承重结构材
料 ,它的品质主要取决于密度[ 13] ,该指标与竹材的力学性能 、硬度 、抗磨性及发热值等均有密切关系[ 14] 。
一般说来 ,竹材密度越大 ,其力学强度亦相应增大 ,作为材用竹 ,较大的强度是有利的 ,但密度大也会使
产品轻便的优势降低 。
2.1.2　大木竹竹材密度在竹秆纵向部位的变异
随竹秆纵向高度的增加 ,竹材的密度不断变化 。表 2表明 ,大木竹自竹秆基部至梢部 ,各密度值逐
渐增大。其中 ,基本密度由 0.508 g/cm3 增至 0.710 g/cm3 , 4 个参比竹种也表现出相同的变异规律。
其主要原因是 ,随竹秆高度的增大 ,竹材维管束密度不断增大 ,导管口径逐渐减小 ,使得密度增大。从理
论上分析 ,纤维组织比量比维管束密度与竹材密度的关系更为密切[ 15] 。大木竹纤维组织比量在竹秆的
　表 3　大木竹和参比竹种各密度值与竹秆纵向部位的相
关系数
　Table 3　The correlation of bamboo density to culm length-
ways part of B.wenchouensis and other bamboo
species
项目 Item s R大木竹 R毛竹 R青皮竹 R水竹 R绿竹
基本密度 0.994 0.820 0.952 0.984 0.984
气干密度 0.982 0.941 0.888 0.974 0.958
绝干密度 0.999 0.881 0.896 0.979 0.970
纵向部位 ,梢部最大 ,中部次之 ,基部最小[ 16] ,这与
密度的变化趋势一致 。
大木竹和参比竹种的密度值与竹秆纵向部位的
相关性见表 3。从表 3可看出 ,大木竹和各参比竹
种的基本密度 、气干密度和全干密度与竹秆纵向部
位的相关性均较好。
2.2　大木竹竹材的干缩性
2.2.1　大木竹与毛竹的干缩性
大木竹与毛竹竹材的干缩性测试结果见表 4。
表 4　大木竹与毛竹竹材的干缩率
Table 4　The shrinkage ratio of B.wenchouensis and P.edulis
竹种
Bam boo
species
部位
Part
气干含水率
Air d ry mois tu re conten t%
干缩率 Sh rinkage ratio%
气干 全干
径向 弦向 纵向 体积 径向 弦向 纵向 体积
大
木
竹
-1 12.8 2.9 4.9 1.1 10.9 6.3 7.2 0.5 15.5
-2 12.3 3.3 4.4 0.2 9.0 7.2 8.9 0.9 17.9
-3 13.8 2.7 3.4 1.1 5.6 7.5 8.7 1.0 16.6
-4 13.5 3.3 4.3 0.6 6.8 8.6 8.1 0.6 15.2
-5 12.8 3.1 4.2 0.7 6.5 6.4 7.9 0.5 13.0
平均 13.0 3.1 4.2 0.7 7.7 7.2 8.2 0.7 15.6
毛
竹
-1 11.1 2.1 3.1 0.5 4.0 4.5 6.0 0.6 9.7
-2 11.7 2.2 3.2 0.9 3.9 4.7 5.6 1.1 8.1
-3 12.6 2.3 2.8 0.6 3.4 4.4 5.4 0.9 8.2
-4 11.3 2.3 2.6 1.1 3.9 5.1 5.2 1.0 9.8
-5 12.5 2.1 2.1 0.5 6.5 4.9 5.0 0.8 11.1
平均 11.9 2.2 2.8 0.7 4.3 4.7 5.4 0.9 9.4
　　由表 4可知 ,大木竹竹材的气干和全干体积干缩率分别为 7.7%和 15.6%,比毛竹的相应值 4.3%
和 9.4%大。与其他竹种相比 ,大木竹竹材干缩率略大于黄竹(Dendrocalamus membranaceus)和甜龙
竹 ,与龙竹相当 ,而小于油勒竹(Bambusa lapidea)[ 7 , 15] 。引起竹材收缩的主要原因是:在干燥过程中 ,
维管束中导管失水发生收缩 ,靠拢变薄 ,从而整个竹材收缩[ 5] 。
关于竹材径向和弦向干缩性的差异 ,不同学者对各竹种的测试结果略有不同[ 17-18] 。从此次研究结果
看 ,大木竹无论是气干还是全干状态 ,其干缩率弦向大于径向 ,并远远高于纵向 ,毛竹也表现出相同的变化
规律;张宏健等学者对云南 4种丛生竹的干缩性测试结果为径向干缩率略大于弦向[ 7] 。但总的来看 ,同大
多数木材相比 ,竹材弦向与径向干缩率差异较小 ,木材弦向干缩率约为径向干缩率的 2倍多[ 19] 。原因是木
材当中的木射线等横向组织抑制其径向干缩 ,竹材没有径向射线而不能产生抑制作用。
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南 京 林 业 大 学 学 报 (自 然 科 学 版)　　　　　　第 31 卷　第 2 期　
由于竹材的异质结构 ,不同部位 、不同方向收缩性的差异及在干燥过程中含水率的梯度变化 ,造成
竹材在失水干缩时开裂 、翘曲和变形 ,这些特点会对其应用产生不利影响 。在生产实践中 ,可通过调整
干燥工艺参数及将竹材制成复合板等方式来避免这一缺陷 。
2.2.2　大木竹竹材干缩性在纵向部位的变异
从竹秆纵向部位看 ,大木竹与毛竹的线向和体积干缩性均有一定变异 ,但未表现出明显的规律性。
张宏健对黄竹 、龙竹等竹种干缩性的纵向变异研究结果表明 ,此规律亦不明显[ 15] ;但也有资料报道竹材
干缩性在竹秆纵向部位呈现规律性变化 ,例如 ,俞友明 、於琼花等通过对雷竹(Phy llostachy s praecox
C.D.Chu et C.S.Chao)和红壳竹(Phy l lostachys iridescens C.Y.Yao e t S.Y.Che)竹材干缩性的研
究发现 ,从竹秆基部到梢部 ,两竹种的干缩率均逐渐减小[ 20-21] 。
2.3　大木竹竹材的湿胀性
2.3.1　大木竹与毛竹竹材的湿胀性比较
表 5　大木竹与毛竹竹材的体积湿胀率
　Table 5　The volume swelling ratio of B.wenchouensis
and P.edulis %
部位
Part
大木竹
B.wenchouensis
毛竹
P .ed ul is
气干含
水率
气干体
积湿胀
率
吸水饱
和体积
湿胀率
气干含
水率
气干体
积湿胀
率
吸水饱
和体积
湿胀率
-1 12.1 8.098 19.300 11.5 6.500 10.897
-2 12.3 10.911 21.652 11.8 5.758 9.948
-3 13.0 10.051 19.074 12.7 5.251 10.949
-4 12.5 8.176 16.991 12.3 4.589 10.360
-5 12.8 7.590 16.415 12.4 4.428 11.368
平均 12.5 8.965 18.686 12.1 5.305 10.704
　　大木竹与毛竹的体积湿胀性测试结果见表 5。
由表 5可见 ,大木竹从全干材到气干材及到吸水饱
和时 ,其体积湿胀率分别为 8.965%和 18.686%,比
毛竹的相应湿胀率(5.305%和 10.704%)大。
竹种间湿胀性的差异主要由竹材化学成分的差
异所致[ 4] ,竹材综纤维素含量愈高 ,木素和抽出物含
量愈低 ,其湿胀性愈高;另外 ,竹材结构中空隙率的
大小对湿胀性也有较大的影响 。从对大木竹竹材化
学成分的研究结果看[ 22] ,该竹具有较高的纤维素含
量 ,与其湿胀性较一致。
2.3.2　大木竹竹材湿胀性在竹秆纵向部位的变异
关于竹材湿胀性在竹秆纵向部位变异规律的研
究 ,前人相关的报道较少且研究方法不尽一致 。马灵飞等对几种丛生竹材的物理力学性质的研究结果
表明 ,竹材的湿胀率在竹秆纵向部位间大小各异[ 18] ;张春霞研究发现竹材湿胀率随基本密度增大而降
低[ 23] ,说明竹材湿胀性随竹秆高度增大(密度增大)有下降的趋势 。此次研究的测试结果(表 5),大木竹
竹材的气干 、吸水饱和湿胀率以及毛竹的气干湿胀率均表现为靠近梢部处的湿胀率要小于中 、基部的 ,
但整体的变化规律不是很明显 。
2.4　大木竹竹材的吸水性
2.4.1　大木竹与各参比竹种竹材的吸水性比较
吸水性是竹材的重要性质之一 ,对竹材利用有较大影响。大木竹和各参比竹种在不同浸水时间的
吸水率见表 6。由表 6可看出 ,大木竹的饱湿吸水率为 77.8%,较毛竹(50.4%)和青皮竹(64.3%)的饱
湿吸水率均大 ,而比水竹和绿竹的小。
表 6　大木竹和各参比竹种竹材的吸水率
Table 6　The water absorption ratio of B.wenchouensis and other bamboo species wood %
竹种
Bam boo species
不同浸水时间的吸水率 The w ater ab sorpt ion rat io
0 d 0.3 d 1d 2 d 3.5 d 5 d 6 d 7 d 9.5 d 12 d 32 d 48 d
大木竹 0.0 32.0 38.5 45.2 56.2 63.0 66.1 73.0 76.5 77.0 77.6 77.8
毛竹 0.0 17.2 25.5 32.3 40.7 44.4 45.6 48.2 49.1 49.1 50.2 50.4
青皮竹 0.0 22.3 33.8 41.6 50.3 56.0 57.9 63.0 63.7 64.2 64.3 64.3
水竹 0.0 34.8 48.0 56.9 70.4 78.6 82.6 87.9 88.2 88.6 88.5 88.6
绿竹 0.0 26.0 36.3 42.6 55.4 62.7 66.8 73.3 79.5 79.8 81.0 81.0
2.4.2　大木竹竹材吸水性在竹秆纵向部位的变异
竹材的密度可以影响其吸水量和吸水速率[ 4] ,由于竹秆不同部位密度的差异 ,所以其吸水性也有一
定变异。研究结果表明 ,大木竹自竹秆基部至梢部 ,吸水率呈明显减小趋势 , 3个参比丛生竹种的变异
状况同大木竹相近 ,而毛竹吸水率在各部位间的变化没有丛生竹种显著 ,但亦表现为梢部吸水率小于
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　2007 年　总第 128 期　　　　　　　　　苏文会等:大木竹竹材物理性质的研究
中 、基部。
2.5　大木竹竹材各物理性质间的相关性分析
大木竹各物理指标间的相关关系见表 7。由表 7可看出 ,大木竹竹材的基本密度和最大吸水率 、绝
干体积干缩率及吸水饱和湿胀率的相关性较好 ,其他指标间的相关性较小 。
表 7　大木竹竹材各物理性质间的相关性
Table 7　The correlation among physical properties of B.wenchouensis wood
项目 Items R基本密度 R气干体积干缩率 R绝干体积干缩率 R气干湿胀率 R吸水饱和湿胀率 R最大吸水率
基本密度 1.000
气干体积干缩率 -0.827 1.000
绝干体积干缩率 -0.600 0.258 1.000
气干湿胀率 -0.393 -0.162 0.811 1.000
吸水饱和湿胀率 -0.755 0.516 0.907 0.641 1.000
最大吸水率 -0.996 0.860 0.526 0.314 0.699 1.000
3　结　论
(1)大木竹竹材的基本密度为 0.618 g/cm3 ,小于毛竹的基本密度 ,比青皮竹略小 ,而比水竹和绿竹
的密度大;竹材干缩性 、湿胀性均比毛竹材大;竹材吸水性比毛竹 、青皮竹大 ,而小于水竹和绿竹。
(2)作为板材原料 ,单从物理性质讲 ,大木竹竹材部分性能不及毛竹 ,但同其他丛生竹种及大多数木
材比较 ,大木竹材质密实 ,失水收缩程度中等 ,加之大木竹具有径粗 、壁厚和生物量大的优势 ,故该竹可
作为竹板原料予以开发利用。
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(责任编辑　李燕文)
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南 京 林 业 大 学 学 报 (自 然 科 学 版)　　　　　　第 31 卷　第 2 期