全 文 ： 作者简介:田睿 ,男 , 制浆造纸专业硕士研究生。
＊基金项目:本课题由人工林木材材性快速预测技术引进(2006-4-96)资助
不同种源粗皮桉纤维形态的比较＊
田 睿 姚春丽 赵 星 孟莉莉
(北京林业大学 , 北京 100083)
摘 要:对 6个种源 28个家系粗皮桉木材纤维长度 、宽度 、长宽比等纤维形态特征进行了分析 , 探讨其制浆造纸适
应性 , 为制浆造纸原料的定向培育和合理利用提供一定的理论依据。研究结果表明 , 不同种家系的粗皮桉的纤维
长度 、宽度 、长宽比的差别范围较大。其中纤维长度分布在 0.7728-0.9766mm之间;纤维宽度分布在 21.22-27.
92μm之间;长宽比分布在 31.02 -45.97之间。大部分家系粗皮桉的纤维形态特征比较符合制浆造纸原料的要
求。其中 , 6个种源中家系 30、 130、 5、205、 233、270和 161的制浆造纸适应性较好。
关键词:粗皮桉;家系;纤维形态
中图分类号:TS721+.1 文献标识码:A 文章编号:1671-4571(2009)02-0001-05
桉树是世界著名的三大速生树种之一 ,适应性
强 ,生长成材快 ,木材密度大 ,具有易煮 、易漂 、易打
浆等特点 ,不但产出高 ,还能赋予针叶木纸浆所欠缺
的高松厚度 、高不透明度 、高平滑度 、高柔软性 、高吸
收性等优良性能 ,是造纸工业的好原料 [ 1] 。但桉木
品种繁多 , 不同种类的桉木有不同的纤维特性 , 对
它们分别进行研究 , 有助于选择适当的制浆方法 ,
指导其应用 。粗皮桉是广泛种植于广东 、广西 、海南
等地的速生丰产桉树品种 ,木材呈红色至深红色 ,坚
固而耐久[ 2] 。粗皮桉目前广泛用于建筑枕木 、造船
等用材本文通过对粗皮桉纤维形态进行研究 ,旨在
对粗皮桉的合理利用提供依据。
1 材料与方法
1.1 实验原料
实验所采用的原料为粗皮桉 ,外观上看 ,粗皮桉
木材坚硬 ,质地紧密 ,颜色较深 ,心边材区别十分明
显 ,边材呈灰色 ,心材呈红褐色 ,此次所用的样木均
采自广东湛江 , 共有 17861、 18197、 18597、 18598、
18599、18749六个种源 , 28个家系 ,每个家系取材
一株 ,取样材于 04年和 07年分别对其树高和胸径
进行了测量 ,基本情况见表 1。
表 1 不同家系粗皮桉取样情况
种源 家系 树高 04 /m 胸径 04 /cm 树高 07/m 胸径 07/cm 径生长 /m 高生长 /m
17861
30 19.1 19.8 19.6 25.1 5.3 0.5
42 17 17.1 18.3 19.2 2.1 1.3
43 17.6 17.6 18.4 22.82 5.22 0.8
139 16.8 18.8 19.5 23.5 4.7 2.7
141 15.5 16.8 18.2 21.1 4.3 2.7
18197
95 17.3 14.5 18.4 18.4 3.9 1.1
123 17.8 17.5 18.4 19.4 1.9 0.6
130 17.8 17.3 19.7 21.5 4.2 1.9
132 18 16.3 19.3 20.08 3.78 1.3
18597
5 17.6 16.8 17.1 21 4.2 -0.5
75 16.7 16 17.5 19.4 3.4 0.8
82 20 21 18.8 22.9 1.9 -1.2
83 16 14.4 19.6 18.5 4.1 3.6
247 16.5 15.3 18.5 19.35 4.05 2
1
《造纸科学与技术》 2009年 第 28卷 第 2期
(续上表)
种源 家系 树高 04 /m 胸径 04 /cm 树高 07/m 胸径 07/cm 径生长 /m 高生长 /m
18598
200 16.1 16.4 18.7 19.4 3 2.6
205 18.2 18.3 19.6 21.1 2.8 1.4
230 16.5 16.6 19.7 19.85 3.25 3.2
233 17.5 17 20.2 19.85 2.85 2.7
234 19 16.5 19.8 21.5 5 0.8
18599
192 18 15.8 19.3 20.5 4.7 1.3
92 18.3 17 18.2 21.95 4.95 -0.1
268 16.1 17.6 19.8 22.38 4.78 3.7
270 17.5 16.2 17.8 20.1 3.9 0.3
214 18.2 15.9 18.6 20 4.1 0.4
18749
158 20 20.5 19.9 25.8 5.3 -0.1
161 18.6 15.6 18.5 18.1 2.5 -0.1
163 18.2 20 18.6 23.4 3.4 0.4
164 19.3 19.7 20.5 24.28 4.58 1.2
1.2 实验方法
以树高 1.3m处的圆盘为原料 ,木片切成火柴
梗大小并混合均匀 , 用水煮排气后放入冰醋酸
(CH3COOH)与双氧水(H2O2)的混合液 ,置于 60℃
的恒温水浴 ,待完全漂白后取出 ,试样经充分洗涤后
进行分散备用 。分散好的试样用 Lorentzen＆wetre
的纤维形态测定仪测定。
2 结果与讨论
2.1 不同种源的 28个家系粗皮桉的化学组成特性
分析
纤维是木材的主要组成成分之一 ,其形态特征
值对纤维原料评价与利用有直接意义。本实验对 6
种不同种源的 28个家系的粗皮桉进行纤维长度 ,纤
维宽度和纤维长宽比的测定 ,测定结果见表 2。
表 2 不同家系粗皮桉纤维长度 、宽度 、长宽比
种源 家系 纤维长度 /mm 纤维宽度 /μm 长宽比
17861
30 0.9120 23.64 38.58
42 0.9326 26.72 34.90
43 0.8714 23.96 36.39
139 0.7734 21.98 35.19
141 0.8614 22.88 37.65
18179
95 0.9140 23.66 38.63
123 0.8460 24.18 34.99
130 0.9450 23.38 40.42
132 0.8994 24.26 37.07
(续上表)
种源 家系 纤维长度 /mm 纤维宽度 /μm 长宽比
18597
5 0.9766 22.36 43.68
75 0.9698 26.74 36.27
82 0.8958 23.18 38.64
83 0.9336 22.70 41.13
247 0.7728 22.66 34.10
18598
200 0.8162 23.52 34.70
205 0.9550 23.64 40.40
230 0.8686 23.38 37.15
233 0.8952 22.36 40.04
234 0.8896 22.76 39.09
18599
192 0.8598 23.48 36.62
92 0.8662 27.92 31.02
268 0.8274 22.46 36.84
270 0.9444 20.54 45.97
214 0.8058 22.60 35.65
18749
158 0.8396 26.52 31.66
161 0.9260 27.70 33.43
163 0.8432 25.12 33.57
164 0.8230 21.22 38.78
尾巨桉 心材 0.81 13.5 60.0边材 12.9 62.8
尾赤桉 心材 0.70 13.3 52.5边材 13.3 52.8
大花絮桉 心材 0.84 16.7 50.3边材 13.9 60.5
尾叶桉 0.67 15.0 44.6
2
PaperScience＆Technology 2009 Vol.28 No.2
纤维长度是造纸用材树种适用性评价的重要指
标 [ 3] 。对纸张的裂断长 、耐折度 、撕裂度等指标都
有着大的影响[ 4] 。按国际木材解剖学会规定(0.91
～ 1.60mm)属中等长度 ,所以粗皮桉的纤维属中短
纤维。其中 5系粗皮按的纤维长度最长 ,达到 0.977
mm;205系纤维长度次之 ,达到了 0.955mm;247系
纤维长度最短 ,只有 0.773mm。所有家系纤维长度
均比尾赤桉和尾叶桉要长 ,除 139、214、247外 ,其他
各家系纤维长度长均长于尾巨桉。绝大多数家系的
纤维长度均在 0.84以上 ,要长于大花絮桉 。
从表 2可以看出不同家系的粗皮按的纤维宽度
分布其余家系的纤维宽度均一 ,集中分布在 21 ～
24μm之间 。个别纤维较宽 ,其中 92系粗皮按的纤
维宽度最宽 , 达到 27.9μm;164系纤维的宽度最
小 ,只有 21.2μm。粗皮桉的纤维宽度要明显高于
尾巨桉 、尾赤桉 、大花絮桉及尾叶桉 ,纤维较粗使得
纤维柔韧性变差 ,且不利于纤维间相互交织。
从表 2可以看出 ,不同家系粗皮按的纤维长宽
比是不同的 。其中 270系纤维的长宽比达到最大值
45.98;92系纤维的长宽比最小 ,只有 31.04;其它
164、205、233、234集中在 40附近 ,其它的家系则集
中在 33 ～ 36之间 。与其它桉木相比 ,粗皮桉的长宽
比较小 ,但大部分家系的长宽比都超过了 35。一般
认为长宽比大 ,纸的撕裂强度高 、耐折性好 ,长宽比
大于 100被认为是造纸的优良材料[ 5] 。
2.2 同一种源不同家系粗皮桉对比
同一种源的粗皮桉 ,其家系不同 ,种植条件也不
同 ,所以其化学组成也存在着较大的差异 ,对同一种
源不同家系的粗皮桉的纤维形态进行比较 ,可以为造
纸原料的培育及合理利用提供依据。种源 17861的
各个家系纤维长宽度及长宽比分别如图 1所示。
由图 1可知 ,种源 17861的 5家系中 ,纤维长度
分布在 0.7734 ～ 0.9326mm之间 ,纤维宽度分布在
21.98 ～ 26.72μm之间 ,纤维长宽比分布在 34.90 ～
38.58之间 。综合分析该种源各家系纤维形态 ,家
系 30的纤维长度较长且纤维宽度小长宽比高 ,因而
家系 30的制浆造纸适应性较好 。
种源 18197的各个家系纤维长宽度及长宽分别
如图 2所示 。
由图 2可知 ,种源 18197的 4个家系中 ,纤维长
度分布在 0.8460 ～ 0.9450mm之间 ,纤维宽度分布
在 23.38 ～ 24.26μm之间 ,纤维长宽比分布在 34.99
～ 40.42之间 。家系 130的纤维长度最长 ,且宽度
也最小 ,因而长宽比大;家系 95的纤维长度和纤维
宽度都较小 ,但长宽比较高 ,在 38左右 ,而家系 123
和 132的纤维长度较小而宽度都较大 ,因此 ,从纤维
形态上分析 ,家系 130的制浆造纸性能更好一些 ,而
家系 123的适应性相对较差。
图 1 种源 17861的各个家系的纤维形态对比
图 2 种源 18197的各个家系的纤维形态对比
种源 18597的各个家系纤维长宽度及长宽分别
如图 3所示。
3
《造纸科学与技术》 2009年 第 28卷 第 2期
图 3 种源 18597的各个家系的纤维形态对比
由图 3可知 ,种源 18597的 5个家系中 ,纤维长
度分布在 0.7728 ～ 0.9766mm之间 ,纤维宽度分布
在 22.36 ～ 26.74μm之间 ,纤维长宽比分布在 34.10
～ 43.68之间。家系 5的纤维长度最长 ,纤维宽度
最小;家系 75, 83的纤维长度也都在 0.9mm以上 ,
相对较长 ,但家系 75的纤维宽度较大 ,所以长宽比
要小一些 ,家系 82和家系 247的长度相对较小些 ,
所以相对来说 ,家系 75的制浆造纸适应性相对较
差 ,家系 5的制浆适应性相对较好。
种源 18598的各个家系纤维长宽度及长宽分别
如图 4所示 。
图 4 种源 18598的各个家系的纤维形态对比
由图 4可知 ,种源 18598的 5个家系中 ,纤维长
度分布在 0.8162 ～ 0.9550mm之间 ,纤维宽度分布
在 22.36 ～ 23.64μm之间 ,纤维长宽比分布在 34.70
～ 40.40之间 。家系 205的纤维长度最长达到
0.9550mm,宽度也较小;家系 233、234的纤维长度
比家系 205要短些 ,但宽度也都比家系 205要小些 ,
其中家系 233宽度最小 ,为 22.36μm,因而其长宽比
也较大 。家系 200、230的纤维长度较小 ,且纤维宽
度大 ,因而其长宽比较小。因此 ,家系 205、233的制
浆造纸适应性较强 。
种源 18599的各个家系纤维长宽度及长宽分别
如图 5所示。
图 5 种源 18599的各个家系的纤维形态对比
由图 5可知 ,种源 18599的 5个家系中 ,纤维长
度分布在 0.8058 ～ 0.9444mm之间 ,纤维宽度分布
在 20.54 ～ 27.92μm之间 ,纤维长宽比分布在 31.02
～ 45.97之间 。家系 270的纤维长度最长为0.9444
mm,纤维宽度也最低为 20.54μm,因而长宽比也最
大为 45.97,家系 214、92、192、268的纤维长度相对
较小 ,纤维宽度也相对偏大。因而 ,家系 270的制浆
造纸性能相对较好 。
种源 18749的各个家系纤维长宽度及长宽分别
如图 6所示。
图 6 种源 18749的各个家系的纤维形态对比
4
PaperScience＆Technology 2009 Vol.28 No.2
由图 6可知 ,种源 18749的 4个家系中 ,纤维
长度分布在 0.8230 ～ 0.9260mm之间 ,纤维宽度分
布在 21.22 ～ 27.70μm之间 , 纤维长宽比分布在
31.66 ～ 38.78之间。整体上的长宽比较低 ,家系
161的纤维长度最长达到 0.9260mm,但纤维宽度也
最大为为 27.70μm,因而长宽比也较小 ,家系 158,
163, 164的纤维长度均在 0.8 ～ 0.85mm之间 ,但其
宽度相差较大 ,家系 164为 21.22μm,家系 158为
26.52μm,这也使得家系 158的长宽比仅有 31.66。
因而 ,家系 161的造纸性能较好 ,家系 158相对要差
些 。
总体看来 ,种源 18597的粗皮桉整体纤维长度
较高 ,且纤维宽度较小 ,长宽比较大 ,制浆造纸的性
能最好 。
3 结 论
3.1 不同家系粗皮桉的纤维长度分布在 0.7728 ～
0.9766mm之间 , 属中短纤维 , 纤维宽度分布在
21.22 ～ 27.92μm之间 ,个别纤维较宽 。纤维长宽
比分布较广 ,从 31 ～ 45均有 ,大部分分布在 34 ～ 40
之间。大部分家系的制浆造纸适应性较好 ,适用于
制浆造纸。
3.2 种源 17861的 5家系中 , 纤维长度分布在
0.7734 ～ 0.9326mm之间 ,纤维宽度分布在 21.98 ～
26.72μm之间 ,纤维长宽比分布在 34.90 ～ 38.58之
间 。家系 30的制浆造纸适应性较好 。
3.3 种源 18197的 4个家系中 , 纤维长度分布在
0.8460 ～ 0.9450mm之间 , 纤维宽度分布在 23.38
～ 24.26μm之间 , 纤维长宽比分布在 34.99 ～ 40.42
之间。家系 130的制浆造纸性能更好一些 , 而家系
123的适应性相对较差 。
3.4 种源 18597的 5个家系中 ,纤维长度分布在
0.7728 ～ 0.9766mm之间 ,纤维宽度分布在 22.36 ～
26.74μm之间 ,纤维长宽比分布在 34.10 ～ 43.68之
间。家系 75的制浆造纸适应性相对较差 ,家系 5的
制浆适应性相对较好。
3.5 种源 18598的 5个家系中 ,纤维长度分布在
0.8162 ～ 0.9550mm之间 ,纤维宽度分布在 22.36 ～
23.64μm之间 ,纤维长宽比分布在 34.70 ～ 40.40之
间。家系 205、233的制浆造纸适应性较强 。
3.6 种源 18599的 5个家系中 ,纤维长度分布在
0.8058 ～ 0.9444mm之间 ,纤维宽度分布在 20.54 ～
27.92μm之间 ,纤维长宽比分布在 31.02 ～ 45.97之
间。家系 270的制浆造纸性能相对较好 。
3.7 种源 18749的 4个家系中 ,纤维长度分布在
0.8230 ～ 0.9260mm之间 ,纤维宽度分布在 21.22 ～
27.70μm之间 ,纤维长宽比分布在 31.66 ～ 38.78之
间。家系 161的造纸性能较好 ,家系 158相对要差
些。
参 考 文 献
[ 1] 中国造纸学会.为中国桉树种植与制浆造纸把脉导航 [ J] .中
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[ 2] 祁述雄主编.中国桉树 [ M] .北京:中国林业出版社 , 1989:67
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[ 3] 姜岳忠 ,王桂岩 ,吕雷昌 , 等.杨树纸浆林品种选择研究 [ J].
山东林业科技 , 2001(2):13～ 16
[ 4] 杨淑惠主编.植物纤维化学 [ M] .北京:中国轻工业出版社 ,
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[ 5] 郝培应 ,徐有明.湖北主要竹种纤维形态与造纸适用性评价
[ C] .中国林学会木材科学分会第九次学术研讨会论文集 , 哈
尔滨:东北林业大学出版社 , 2004:45～ 50
StudyontheFiberMorphologyofEucaliptusPelita
TianRui YaoChunli ZhaoXing MengLili
(BeijngForestryUniversity, Beijing100083, China)
Abstract:Thispassageanalysesthefibermorphologyof28familiesEucalyptuspelitaofdiferentseedlots.Through
testingthefiberlength, widthandlength-widthratio, itcanprovidesometheoreticalbasisontherationaluseand
cultivationofrawmaterial.Theresultsshowthattherangeofthefiberlengthisfrom0.7728mmto0.9766mm;
therangeofthefiberwidthisfrom21.22μmto27.92μm;therangeofthelength-widthratioisfrom31.02to45.
97.FibermorphologyofmostEucalyptuspelitafamiliesconformstotherequirementsofrawmaterialusedinpul-
pingandpapermaking.Families30, 130, 5, 205, 233, 270 and161fromdiferentseedlotsaremoresuitableforpul-
pingandpapermaking.
Keywords:Eucalyptuspelita;family;fibermorphology
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《造纸科学与技术》 2009年 第 28卷 第 2期