全 文 ：黑樱桃木材结构研究及物理力学性能测定
钱世江1 ,杨国阁2 ,王建中1 ,谭浩亮1 ,王晶1 ,于磊1
(1.河南省林业科学研究所 , 河南 郑州 450008;2.河南省黄河迎宾馆)
摘要:在美国所有的硬木中黑樱桃木材属上乘优质木材 , 我国从 1997 年开始立项引进。本文
着重对黑樱桃木材的宏观构造 、微观构造 、物理力学性能等方面进行了实验研究。结果表明 ,
黑樱桃木材物理力学性能属于中上等 ,加工利用性能良好 ,是做胶合板 、高级家具以及室内高
档装饰板的优质用材。
关键词:黑樱桃木材;宏观构造;微观构造;物理力学性能
中图分类号:S662.5　　文献标识码:B　　文章编号:1003-2630(2002)04-0011-01
　　黑樱桃(Prunus serotina Ehrh)(蔷薇科), 原产
北美洲中东部和南美洲西北部 ,是适应性强 , 分布广
泛的珍贵硬阔叶树种。生长较快 , 年最大生长量
1.8 ～ 2.4m。树体最高可达 30m , 直径可达 1.5m。
木材材质优良 ,是做胶合板和高级家具的优质用材。
黑樱桃是一种优质用材树种。为了科学 、综合
地评价黑樱桃的木材价值 ,我们特对其宏观构造 、微
观构造 、物理力学性能等方面进行了实验研究 。
1　试材的采集
木材样品取自美国 Maryland 州(即原产地), 北
纬 38°,西经 77°。
2　试验方法
宏观构造:借助放大镜 、显微镜观察。
微观构造:
(1)木材结构:将试件用热水浸泡 5 天 , 再用
20%的 H2O2(过氧化氢)和 80%的 CH2COOH(乙
酸)混合液处理 , 至木材软化 , 用切片机切成 10 ～
20μm 厚度的切片 , 借助显微镜观察。
(2)纤维形态的观察 、测定:先将木材切成火柴
棒大小 ,装在试管中 , 加入适量蒸馏水 ,放置在沸水
浴中 ,加热至木棒沉底。用适量 33%的硝酸和少量
的固体硝酸钾处理 , 使木材软化 , 组织细胞分离 , 然
后借助实物投影仪测定。
木材物理力学性能:试件的加工及实验方法均
依据国家标准《木材物理力学试验方法》GB1927 ～
1943—91 的规定进行。
3　木材的宏观构造
木材呈黄褐色 ,偶尔见淡青色斑块;心边材区别
明显 , 边材白色或浅米色 , 在老树中近乎白色 , 心材
红褐色到黑红色;木材有一种淡淡的芳香气味;木材
纹理清晰 、规则 ,有波纹状纹理 , 结构细 , 均匀;散孔
材或半散孔材 , 轮界状薄壁组织明显;早材至晚材渐
变 , 晚材占大部分;生长轮界明显 , 年轮较宽 ,约 2 ～
5mm , 平均宽度 4mm , 管孔在肉眼下不明显;具有树
脂囊 , 常出现在心材上。
4　木材显微构造
木材导管横切面为圆形或卵圆形 , 管孔较小 , 单
管孔分布 , 具有侵填体;具缘纹孔互列 、多角形;导管
分子螺纹加厚明显;木纤维壁薄 , 较细 , 直径 10 ～
20μm ,平均 16μm;木纤维长度中等 , 一般为 1060 ～
1600μm ,平均长度 1347μm(见表 1)。纺锤形木射线
较多 ,木射线高度多为 5 ～ 12 个细胞 , 宽为 2 ～ 5 个
细胞 , 单列木射线少。
表 1　木纤维长 、宽度测定表
项目 平均值/μm
最大值
/μm
最小值
/μm
标准
差
变异系数/ %
标准
误差
准确指数/ %
长度 1347 2000 650 268 20 26.8 4.0
宽度 16 30 10 5 30 0.5 6.1
5　木材物理力学性质
　　黑樱桃木材物理力学性能测定结果(见表2 ,表 3)。
测试指标表明 ,黑樱桃木材密度适中 ,气干密度
0.63g/ cm3 , 介于 0.62 ～ 0.65g/ cm3 之间;全干密度
0.60g/cm3;体积干缩系数 0.48%, 介于 0.46% ～
0.55%,干缩率中;顺纹抗压强度为 40.5MPa, 抗弯强
度为 82.7MPa,弹性模量为 9497.8MPa, 木材略硬, 强
度中上, 韧性良好 , 与我国优质高级用材楠木材性相
近(见下表 4)。 (下转第 13 页)
　收稿日期:2002-07-28
第 22 卷第 4 期
2 0 0 2年 12 月　　　　　　 河 南 林 业 科 技Journal of Henan Fo restry Science and Technology　　　　　　Vol.22 No.4Dec.2 0 0 2
表 2　地径生长量对比表 单位　cm　　
品种 7月 10日 7月 20日 7月 30日 8月 10日 8月 20日 8月 30日 9月 10日 9月 20日 9月 30日
46杨
冬插 　　0.6 　　0.9 　　1.3 　　1.4 　　1.7 　　2 　　2.2 　　2.4 　　2.4
春插 0.56 0.84 1.04 1.3 1.6 1.9 2.12 2.21 2.22
107杨
冬插 　　0.73 　　0.95 　　1.3 　　1.65 　　2 　　2.35 　　2.65 　　2.8 　　2.9
春插 0.65 0.85 1.18 1.48 1.79 2.11 2.4 2.6 2.61
2025杨
冬插 　　0.73 　　0.96 　　1.31 　　1.67 　　2.02 　　2.36 　　2.65 　　2.9 　　2.91
春插 0.65 0.9 1.2 1.5 1.8 2.1 2.4 2.61 2.61
中绥
12杨
冬插 　　0.77 　　1.08 　　1.45 　　1.85 　　2.2 　　2.5 　　2.8 　　3.08 　　3.1
春插 0.69 1 1.4 1.7 2.02 2.35 2.6 2.8 2.81
　　由表 1和表 2 可知 , 冬季扦插的 4 个杨树品种
的苗高和地径生长量均明显大于春季扦插苗。
3.2.2　综合分析
根据试验结果 , 树苗在 9 月下旬以后基本停止
生长。 10 月上旬进行最后一次综合调查 , 结果见表
3。
表 3　综合调查统计表
品种
春　插
树高平均值/m 地径平均值/ cm 树高≥3.5m 地径≥2.5cm
冬　插
树高平均值/m 地径平均值/ cm 树高≥3.5m 地径≥2.5cm
46杨 　　3.13 　　2.22 　　72% 　　33% 　　3.34 　　2.4 76% 38%
107杨 3.4 2.61 78% 53% 3.62 2.9 81% 65%
2025杨 3.39 2.61 78% 54% 3.58 2.91 80% 66%
中绥 12杨 3.41 2.81 79.2% 62% 3.69 3.1 85.1% 68%
　　由表 3可以看出 , 4 个杨树品种的冬插苗的平
均苗高和平均地径均大于春插苗 , 并且高于 3.5m
以上的苗子也明显多于春插苗 ,提高了大苗率 。
4　结论
4.1　同一品种相同条件下 , 冬插苗的树高 、地径生
长量均大于春插苗。
4.2　因冬插苗经过一个冬天后已形成愈伤组织 , 开
春后大部分已开始生根 ,所以冬插苗抗倒春寒 、春旱
等异常天气能力强于春插苗 , 成苗率高于春插苗。
4.3　冬插苗早生根 、早生长 , 苗木木质化茎干程度
优于春插苗 , Ⅰ级苗当年出圃率高于春插苗。
4.4　欧美杨 107、中林 2025 、中绥 12 号杨三个新品
种的苗期生长量均优于本地主栽品种中林 46 杨 , 建
议进行造林试验。
综上所述 , 杨树育苗冬季扦插法适于在我市及
周边地区推广。 (责任编辑　王文彬)
(上接第 11 页)
6　木材加工利用性能
黑樱桃木材结构细 、均匀 , 非常适合机械加工;
木材干燥速度快 ,不易开裂 , 干燥稍变形 ,耐腐性中 ,
抗虫性中 ,油漆胶粘性好 , 防腐处理略难。根据黑樱
桃木材的结构和性质 ,其木材可广泛用于房屋建筑 、
室内装饰 、高级家具 、木地板和单板用材等各个方
面 ,是非常有价值的木材。
表 2　黑樱桃木材物理力学性质测定结果
项目 测定结果平均值 最大值 最小值
气干密度/(g/ cm3) 0.63 0.64 0.62
绝干密度/(g/ cm3) 0.60 0.62 0.59
干缩系数
径向/ % 0.17 0.22 0.14
弦向/ % 0.30 0.38 0.22
体积/ % 0.48 0.53 0.39
顺纹抗压强度/MPa 40.5 48.22 30.92
抗弯强度/MPa 82.69 104.60 67.63
弹性模量/MPa 9497.82 11710.30 7415.32
表 3　黑樱桃木材物理力学性质测定数据分析结果
项目
数据分析结果
标准差 变异系数/% 标准误差 准确指数/ %
气干密度 0.0078 1.24 0.0024 0.75
绝干密度 0.0076 1.27 0.0023 0.76
干缩系数
径向 0.0260 15.03 0.0078 9.06
弦向 0.0420 14.05 0.0130 8.47
体积 0.0420 8.84 0.0130 5.33
顺纹抗压强度 5.6140 13.85 1.7700 8.16
抗弯强度 15.2100 18.39 6.8000 16.45
弹性模量 1755.0000 18.48 784.8600 16.53
表 4　楠木物理力学性能表
产地 气干密度/(g/cm3)
干缩系数/ %
径向 弦向 体积
抗弯强度/M Pa
弹性模量/MPa
顺纹抗压强度/MPa
四川 0.61 0.17 0.25 0.43 80.8 10100.0 40.3
参考文献:(略) (责任编辑　王文彬)
·13·第 4 期　　　　　　　　　曲现婷等:杨树无性系育苗冬插与春插的对比试验