全 文 ：山东林业科技
9 9 5 1年第 4 期 ( 总 9 9 期 )
沙兰杨木材纤维形态及含量变化规律的研究
吕雷昌 王桂岩 李长贵 袁素萍 ( 山东省林科所 )
摘要 该 项研究未集 4 1年生沙兰杨样木 3 株 , 在室内用常规方法浏定和分析 了木材纤维
形 态和纤维素含量 。 结果表明 : 3 ~ 4 年生以前 , 纤维长度 和纤维素含量增长较快 ; 5~ 8 年生以
后缓慢增长 ,达到最大值后趋于稳定 。 纤维长度和 纤维素含童随树干高度变化而变化 , 均符合
制桨造纸的要求 。 据此得 出结论 : 沙兰杨用于制浆造纸的适宜树龄为 5~ 8 年 ; 整个树干均可利
用 。
沙兰杨是定向培育造纸工业用材林的主 维长度 ,均方根差和离散系数 ;平均纤维宽度
要树种 , 为探讨其用于制浆造纸的适宜树龄 , 和平均纤维长宽比 。
以及木材的合理利用问题 , 我们选择较大树 1 . 2 . 2 测定纤维素含量的试样和分析
龄的样木 , 以其木材纤维形态及纤维 素含量 取样方法和纤维形态试样的制备相同 。
测定和分析结果为据 ,进行了论证 。 现将研究 将混合试样粉碎 , 留取能通过 40 目筛 , 但不
报告如下 。 能通过 60 目筛的部分粉末 , 风干 , 贮于具有
磨 口玻塞的广 口瓶中备用 。 纤维素含量的测
1 试验材料和方法 定采用硝酸一 乙醇法 。
1
.
1 试验材料
从长清县西仓村 14 年生沙兰杨试验林
内采伐样木 3 株 , 平均胸径为 34 . c6 m , 平均
树高为 2 7 . 6 m 。 样木 采伐后 , 分别 在树 高
1
.
3m
、
6
.
3m
、
1 1
.
3m
、
1 6
.
3m
、
2 1
.
3m 处截取
sc m 厚圆盘 , 风干后备用 。
1
.
2 试验方法
1
.
2
.
1 木材纤维形态试样的制备及测量
测量 1 . 3m 高处各 圆盘每个年轮宽度 ,
然后在每个年轮中按四分法均匀取样 ; 其它
高度的圆盘分别取外 围 5 个年轮的样 品 , 制
成火柴杆大小的木棍 , 混合均匀 , 利用硝酸法
蒸煮离析 , 制成玻片 。 木材的纤维长度 、 宽度
用 J T T ( 2 3 )J 型台式投影仪测定 . 每个年轮的
试样各随机测量 3 0 根纤维 ,计算出平均纤
2 试验结果及分析
2
.
1 纤维形态
纤维的长宽度是造纸工业选择原料和制
定工艺规程的重要依据之一 。 一般认为纤维
要细而长 ,长宽比值大 ,打浆时纤维有较大的
结合面积 ,成纸强度高 ;纤维短而粗 , 长宽比
值小则不易打浆 ,成纸强度低 。根据国际木材
解剖学家协会理事会的木纤维长度分级标
准 ,中等长度纤维 (0 . 9 ~ 1 . 6m m )适宜制浆
造纸 。
.2 1
.
1 同一高度不同年轮的木材纤维形态
表 l 为 1 . 3m 高处各年轮的木材纤维长
度 、 宽度和长宽比测定结果 。
表 1 1 . 3m 高处各年轮木材纤维形态
项目 纤 维
最小
0
.
8 5
0
.
4 6
0
.
3 6
0
.
78
0
.
6 6
0
.
3 7
0
.
7 9
0
.
3 7
0
.
4 6
0
.
7 6
0
.
4 7
0
.
65
0
.
63
O
。
4 6
长 度 ( m )
一般
0
.
7~ 1
。
0 5
0
.
8 1 ~ 1
.
1 9
0
.
9 2~ l
。
6 2
0
.
8 9~ 1
.
3 8
0
.
9 0~ 1
.
3 6
0
.
8 9~ l
。
4 1
0
.
9 9~ 1
.
4 0
0
.
9 7~ 1
.
5 2
0
.
9 2~ 1
.
1 5
0
.
9 2~ 1
.
4 5
0
.
9 7~ 1
.
5 7
0
.
3 9~ 1
.
4 8
0
.
3 9~ 1
.
5 2
0
.
9 7~ 1
.
5 5
纤维平均宽度 长宽比均方根差 离散系数
3 74 091 20
.
1 5
0
.
1 8
1 7
.
4
1 7
.
3
0
.
1 6
0
.
20
0
。
20
0
。
1 8
0
.
1 8
0
.
2 2
0
.
23
0
.
2 2
14
.
2
叮矛子1人, .上
歌一印曰川.158
,.孟丹`nJJ怡比d
1 5
.
4
1 5
.
1
闷了ùO山b心U二b,咨
.
1 9
。
1 6
.
6 6
.
7 0
1 8
.
0
1 9
.
3
.沈,1.h`气几JJ啥J任月了Où峥`人占工Rùnù1,
.
.孟,二乃`勺,l八U,孟1人二1,二孟
1
.
6 5
1
.
8 2 0
.
2 5
0
.
2 3
0
.
2 4
0
.
2 3
1 9
.
0
2 1
.
0
1
.
6 3
1
.
7 1
1 9
。
8
1
。
2 1
1
。
18 1
.
8 0
19
.
8
19
.
5
U D I
2 3
.
2
2 5
.
7
2 5
。
9
2 6
。
5
2 9
.
5
2 8
.
5
2 7
.
8
3 0
.
1
2 8
.
7
2 7
.
3
2 8
.
8
2 9
.
0
2 9
.
7
29
。
2
O口ō七月.人`二
8910234
注 : 年轮序号是由髓心向外依次为序 ;一般纤维长度指将最长和最短纤维各去掉 巧 % , 其余 70 %纤维长度的范围 .
从表 1 可以看出 ,除第 1年轮外 ,其余年
轮的木材纤维平均长度均超过 0 . g m m ,达到
中级纤维长度标准 。 去除 15 %最短纤维后 ,
除前 2 个年轮外 ,其余年轮的纤维长度都超
过 0 . g m m , 中级纤维数量占 85 %以上 。 从均
方根差和离散系数看各年轮纤维的长度分布
较一致 , 比较均整 , 长宽比在 40 左右 ,符合制
浆造纸的要求 。
第 1 年轮到第 3 年轮纤维长度 增长较
快 ;以后增加缓慢 ,到第 8 年轮纤维平均长度
达到最大 1 . Zm m , 随后各年轮木材纤维长度
渐趋稳定 。 除前 3 年轮的木材纤维平均宽度
稍小外 , 其它各年轮纤维平均宽度和长宽比
呈不规律变化 。
.2 1
·
2 同一年轮不同高度的木材纤维形态
1
.
3m
、
6
.
3m
、
1 1
.
3 m
、
1 6
.
3m
、
2 1
.
3m 高
处各圆盘外部 5 个年轮的木材纤维形态测定
结果见表 2 。
表 2 同一年轮不同高度木材纤维形态 纤维长度 : m m ,宽度 : u m
、岌终瞥 , 2 3 ` 5
问 J l之L 、
1
.
3m 高处
6
.
3m 高处
1 1
.
3m 高处
1 6
.
3m 高处
2 1
.
3 m 高处
长度 宽度 长宽比 长度 宽度 长宽比 长度 宽度 长宽比 长度 宽度 长宽比 长度 宽度 长宽比
1
.
16 2 7
.
3 4 2 1
.
1 9 2 8
.
8 4 1 1
.
1 6 2 9
.
0 4 0 1
.
2 1 2 9
.
7 4 1 1
.
1 8 2 9
.
2 4 0
1
.
2 3 2 5
.
2 4 8 1
.
16 2 7
.
2 4 3 1
.
1 8 2 6
.
5 4 5 1
.
1 8 2 5
.
6 4 6 1
.
2 0 2 4
.
2 4 9
1
.
19 2 6
.
1 4 5 1
.
15 2 5
.
7 4 5 1
.
1 7 2 7
.
2 4 3 1
.
1 3 2 4
.
0 4 7 1
.
1 4 2 4
.
2 4 7
1
.
0 5 2 3
.
5 4 4 1
.
1 2 2 3
.
8 4 7 1
.
0 6 2 6
.
1 4 1 1
.
0 5 2 3
.
1 4 5 1
.
1 3 2 3
.
7 4 7
0
.
8 5 2 1
.
4 4 0 0
.
98 2 0
.
4 4 8 0
.
9 6 2 2
.
5 4 3 0
.
9 9 2 3
.
0 4 3 1
.
0 6 2 4
.
3 4 4
注 :年轮序号由里向外为序 , 21 . 3 m 高处共 5 个年轮 .
。
4 2
.
测定结 果表 明 , 在同一年生长的木材纤
维 , 因树高不同有所差异 。 木材纤维以 6 . 3m
高 处 为 最 长 , 1 . 3m 高 处 次 之 , n · 3m 、
1 6
.
3m
、
21
.
3m 处的木材纤维依次渐短 。 纤维
宽度由树高自下而上依次变小 。 纤维的长宽
比值 6 . 3m 、 1 2 . s m 、 1 6 . s m 处的较大较接近 ,
2 1
.
3m 处略小 , 1 . 3m 处最小 。 5个年轮的木
材纤维随树高变化而变化的规律 , 基本一致 。
2
.
2 纤维素含量
2
.
2
.
1 1
.
3m 高处圆盘各年轮纤维素含量
1
.
3m 高处圆盘各年轮纤维素含量的计
算结果见表 3 。
表 3 1 . 3m 高处各年轮纤维素含且
年轮序号 1 0 11 1 2 1 3 1 4
纤维素含量 % 4 2 . 3 4 4 . 5 4 6 . 1 4 8
注 : 年轮序号从髓心由里向外依次为序
4 8
.
9 5 1 5 3
.
0 5 4
.
3 50
.
3 5 2
.
9 5 1
.
7 4 9
,
3 5 0
.
4 5 3
一般认 为造 纸材 的纤 维素含 量应 在
4 。%以上 ,越高越好 ,否则不经济 。 从表 3 可
以看出每个年轮的纤维素含量都超过 40 % ,
平均为 49 . 8 % , 符合制浆造纸的要求 。 纤维
素含量从第 1 年轮到第 4 年轮增加较快 , 以
后增加缓慢 , 第 8 年轮达到最大 , 以后稍有下
降且趋向稳定 。
2
.
2
.
2 同一年轮不同高度的木材纤维 素含
量
1
.
3m
、
6
.
3m
、
1 1
.
3m
、
1 6
.
3m
、
2 1
.
3m 处
外围 5 个年轮的木材纤维素含量分析计算结
果见表 4 。
表 4 同一年轮不同高度的木材纤维素含量 单位 : %
年轮序号 1 . 3 m 处 6 . 3 m 处 1 . 3 m 处 1 6 . 3 m 处 21 . 3 m 处
5 2
5 l 4 8
5 l
5 0
5 l
4 9
.
7
5 0
.
4
4 7
4 8
4 9
5 0
5 1
5 0
5 0
4 9
4 8
4 9
5 5 3
.
2 5 0
.
3 4 9
.
6 5 0
.
1 5 0
.
3
注 :年轮序号由里向外依次为序
同一年生长的木材纤维中 , 其纤维素含
量 以 1 . 3m 高处稍 高 ; 6 . 3m 、 1 1 . 3m 、 1 6 · 3m
高处纤维素含量相差不大 ,低于 1 . 3m 高处 ;
21
.
3m 高处纤维素含量最低 。 5 个年轮的变
化规律基本一致 。 沙兰杨全树各部分木材纤
维素含量均在 40 %以上 ,适于制浆造纸 。
3 讨论和结论
3
.
1 沙兰杨制浆造纸适宜的树龄
树木生长过 程中 , 树干体积 由髓心向外
累加 ,髓心周围的若干年轮属幼龄材 ,它对木
材利用有很大影响 。 通过分析沙兰杨木材同
一高度不同年轮的纤维形态和纤维含量变化
规律 ,可以确定幼龄材和成熟材形成的时间 ,
亦即幼龄期和成熟期 。 从前面的分析结果可
以看出 : 木材的纤维宽度和长宽比随年轮的
变化没有表现出一定的规律性 。 木材纤维长
度和纤维素含量变化规律大体一致 , 3一 4 年
。
4 3
。
山东林业科技
1 9 9 5年第 4期 (总 9 9期 )
赴日本国山 口县林业考察报告
王卫辰 孙启勤 李滋林 于中奎 朱爱林汕东省林业厅 )
为进一步加深对 日本林业的了解 ,更好
地在科技等方面进行交流 ,增进友谊 ,经山东
省政府批准 ,我们考察团一行 5 人于 5 月 14
~ 2 3 日赴 日本 山口县进行 了林业考察 。 在 日
期间 ,我们走访了山 口县农林部 ,听取农林部
长介绍山 口 县林业概况 ;到荻市林业事务所 、
防府市治 山工程现场 、 山 口 县森林组合联合
会 、 山口木材共贩所 、 香菇栽培农家 、 木材加
工厂 、 山 口县林业指导中心 、 京都 、 东京等地
考察和参观 ,并对今后的交流间题经磋商达
成了共识 。
1 在山 口县考察的重点内容
山 口县林业概况
该县 位于东 经 1 3 0 0 4 7 ` ~ 1 3 2 0 3 0 ` , 北纬
3 3
0
4 5` ~ 3 4
0
4 5
` , 即在 日本本 州岛的西南端 ,
东北与广岛 、 岛根两县毗邻 ,三面环海 。 年平
均气温 在 15 ℃左 右 , 年 降雨 量 在 1 8 0 0 ~
Z0 0 0 m m 之 间 , 发展林业 有着得天独厚的条
件 。 全县土地面积为 6 10 2 . 04 km , ,森林面积
为 43 . 4 万 h m , ,森林覆盖率为 71 % ,高于全
国平均 67 %的水平 。 其 中民有林为 42 . 28 万
h m
Z , 占 9 7% , 国有林为 1 . 16 万 hm Z , 占 3 % 。
私有林 (个人所有 )达 34 . 61 万 hm Z ,占 80 % ,
国有林极少 ,私有林为主 ,是该县林业的特点
之一 。
就林地 ( 民有林 ) 树 种而 言 , 针 叶树 占
5 8% ( 日本 柳杉 16 % 、 日本扁柏 18 % 、 松类
2 4 % )
、 阔叶树 38 % 、 竹林等 4% 。 木材蓄积量
轮以前纤维长度稍小 , 纤维素含量稍低 ,
且年轮间增 加较快 , 因此 , 可以把 3 ~ 4 年以
前定为幼龄期 。 5 ~ 8 年轮纤维素长度和纤维
素含量增加较慢 , 8 年轮达到最大值 , 以后基
本稳定 , 5 ~ 8 年以后 , 即进入成熟期 。 说明沙
兰杨木材制浆造纸的适宜树龄为 5 ~ 8 年 。
3
.
2 沙兰杨木材用于制浆造纸的利用部位
沙兰杨木材的纤维 长度以树干 中部最
优 , 下部次之 , 上部稍差 , 差异较为显著 。但上
部木材纤维长度也达到中级纤维长度的标准
且长宽 比优于下部符合制浆造纸的要求 。 木
材纤维 素含 量下部 稍高 , 中部次之 , 上 部稍
低 ,差异不很显著 , 都在 40 %以上符合制浆
造纸要求 。 因此 ,沙兰杨木材用于制浆造纸可
以利用整个树干 。
参 考 文 献
曾其蕴等 . 河北毛白杨木材纤维长度变异的研究 . 林业科学 , 1 9 9。 (3 )
陈佩蓉等 . 制浆造纸实验 . 轻工业出版社 , 1 9 9。