收稿日期：2018-05-25
基金项目：国家自然科学基金项目（31000265）。
作者简介：张昭林（1994-），男，研究生，主要研究方向为生物木材学，E-mail ： 。*通讯作者：赵西平（1977-），男，副教授，主要研究方向为生物木材学，E-mail ： 。
2018年第5期
辽宁林业科技
Journal of Liaoning Forestry Science ＆Technology
山杨树枝和树根气干密度及纤维形态的研究
张昭林，赵西平*，苗明月，夏重阳，郝金虎，王绍颖，王楠，李盈
（河南科技大学林学院，河南洛阳471003）
内乡县衙摘要：为扩大山杨Populus davidiana 的全树使用范围，对生长于小兴安岭地区山杨的树枝、树根
气干密度及纤维形态进行了研究。结果表明：山杨树枝气干密度为0.487g ·cm -3，纤维平均长度745.824μm ，平均宽度23.947μm ，壁厚13.904μm ，内径10.043μm ，长宽比32.203，壁腔比0.773；山杨树根木材气干密度为0.333g ·cm -3，纤维平均长度859.442μm ，平均宽度28.411μm ，壁厚18.282μm ，内径10.043μm ，长宽比32.473，壁腔比0.591。方差分析表明，山杨树枝和树根除内径和长宽比差异水平不显著之外，其余各项指标差异均达到显著水平。山杨树枝和树根基本达到造纸和重组木原料要求。山杨树根比树枝更适合制造石膏刨花板。关键词：山杨；树枝；树根；气干密度；纤维形态中图分类号：S781.25
文献标识码：A
文章编号：1001-1714（2018）05-0005-04
2018№5
Rearch on wood air-dry density and fiber morphology of
branches and roots of da Populus davidiana vidiana
ZHANG Zhaolin,ZHAO Xiping*,MIAO Mingyue,XIA Chongyang,
HAO Jinhu,WANG Shaoying,WANG Nan,LI Ying
（Forestry College,Henan University of Science and T echnology,Luoyang 471003,China ）
Abstract：In order to develop whole-tree wood utilization of Populus davidiana ,wood air-dry density and fiber morpholo-gy of branch and root in the Xiaoxing'an Mountains were studied.For the branches,the wood density was 0.487g/cm 3,the average fiber length was 745.824μm,the average width was 23.947μm,the wall thickness was 13.904μm,the inner diameter was 10.043μm,the aspect ratio was 32.203,and the ratio of wall to cavity was 0.773.For the roots,the air-dry density was 0.333g·cm -3,the average fiber length was 859.442μm,the average width was 28.411μm,the wall thickness was 18.282μm,the inner diameter was 10.043μm,the aspect ratio was 32.473,and the ratio of wall to cavity was 0.591.The analysis of variance showed that wood air-dry density and fiber morphology (except for the internal diameter and as-pect ratio)varied significantly between branch and root wood.The result indicated that the branch and root wood of Populus davidiana could meet the requirements of paper-making raw materials and recombined wood raw materials.The root wood was more suitable for the manufacture of plaster particle board than the branch wood.Key Words ：Populus davidiana ；branch ；root ；air-dry density ；fiber morphology五险怎么交
山杨Populus davidiana 又名大叶杨、响杨，在我国很多地区都有分布[1]。山杨对生长环境依赖性不高，其木材结构较均匀、质地轻且软、色白，物理性
能及纤维形态均优于大青杨、香杨等，造纸方便，是优良的纸浆种源[2]。同时，山杨也广泛应用于胶合板、刨花板、重组木等方面[3-4]，枝条可用来编筐。
辽宁林业科技
第5期2018年由于人类的过度采伐，杨树天然原始林和次生
林木材资源严重不足，其需求量远大于生产量[5-6]。
随着天然林保护工程的实施，各地区开始封山育
林，山杨天然林禁止采伐，人们被迫开展人工林培
育来解决山杨木材资源不足的问题[7]。在这一形势
下，出现了“全树利用”的新概念。“全树利用”是指
除利用树干材外，对树木其它部分，诸如枝桠、梢
头、树桩以及伐根的木质部进行全面综合利用[8]。
海棠花作文全树采集后，将树根、树枝、树梢等充分利用起来，
将大大提升木质纤维的产量[9]。然而，实现山杨全
树利用目标的前提是充分了解其树枝、树根的木材
特性。
密度作为反映木材性能的一项重要指标，在木
材工业利用方面具有很强的实用价值[10]。木材的力
学性质、电学性质、强度和硬度等都受到木材密度
的影响。目前人们对山杨树干气干密度的研究有
很多，而对其树枝、树根气干密度的研究还很少[11]。
通常来说，木纤维越细密，木材的密度就越高，木纤
维的形态、大小直接影响木材的利用价值[11]。因山
杨生长慢，心腐严重，人们对其开发利用并不深入，
现有研究主要集中在山杨的播种育苗技术以及物
候特征方面[12-13]，对其全树各部位纤维形态的研究
并不多。本文研究生长于黑龙江省小兴安岭地区
帽儿山的山杨树枝和树根的气干密度以及纤维形
态，分析枝和根之间密度及纤维形态是否存在差
异，对树枝和树根进行比较分析，从而对山杨的全
树利用、科学开发、材性评价提供依据，为扩大其使
用范围提供指标。
1材料与方法
1.1材料
帽儿山地理位置45º20'～45°25'N，127°30'～
孔融
127°34'E，是东北林业大学下设的实验林场，从山
杨天然次生林内选取胸径近似的健康优势样木，样
木的基本情况见表1。
喜鹊桥
表1样木基本情况
编号1 2 3胸径/cm
19.1
18.6
20.2
树高/m
17.9
16.6
18.7
枝下高/m
8.4
7.9
8.8
冠幅/m×m
4.9×
5.2
4.8×
5.0
5.5×5.6
2017年9月下旬对山杨树根和树枝进行采样，从每株树树冠选择1个标准的二级枝、挖掘3个近
地表的树根。从样枝和样根上截取长10～15cm的样段，置于便携式冷藏箱（0～5℃）中带回实验室，取次生木质部部分进行分析。
1.2方法
试样的气干密度采用国家标准《木材物理力学性质试验方法》（GB/T1933－2009），用排水法测量试样体积，称试样质量，得出试样气干密度值。
木材离析采用硝酸（30%）-氯化钾法。Mshot （MD50）数字成像系统观察拍照后，在木材解剖测量系统（TDY－5.2）软件中打开离析图像，选用合适的物镜倍数，再选用长度、宽度测量按钮。在10倍物镜下量取完整纤维的长度，在40倍物镜下量取纤维中部最宽处，量取其宽度、内径、壁厚。木材解剖测量系统（TDY－5.2）软件自动记录所测数值，导入Excel，测定其纤维长度、宽度、内径、壁厚、壁腔比、长宽比等纤维形态量的平均值。
1.3数据分析
采用SPSS22.0统计软件进行方差分析（ANOV A），比较山杨树枝和树根的密度和纤维形态的差异，显著性水平设定为α=0.05。
2结果与分析
树的不同部位密度分布不同（图1），其应用范
围也产生差异。
图1山杨树枝和树根气干密度
由图1可知，山杨树枝气干密度大于树根，树根与树枝气干密度相差0.154g·cm-3。由表2可知，山杨树枝与树根气干密度差异达到显著性水平（p= 0.018）。
表2山杨树枝和树根气干密度的方差分析
变异来源
组间
组内
总计
平方和
0.035
0.009
0.045
自由度
1
4
5
均方
0.035
0.002
F值
15.114
显著性
0.018
张昭林等：山杨树枝和树根气干密度及纤维形态的研究第5期2018年
研究树木不同部位的纤维形态，对确定不同部位木纤维的适用范围具有重要意义。山杨树根纤维平均长度比树枝大113.618μm （图2，A ）；树根纤维平均宽度比树枝宽4.463μm ；壁厚方面，树枝为13.904μm ，树根为18.282μm ，二者相差4.358μm ；树枝内径为10.043μm ，树根为10.129μm ，二者仅相差0.086μm （图2，B ）；树枝壁腔比为0.773，树根为
0.591，二者相差0.182（图2，C ）；树根的长宽比32.473比树枝大0.27（图2，D ）。方差分析表明，山杨树枝和树根的内径（p =0.930）和长宽比（p =0.936）差异水平不显著，纤维长度（p =0.047）和壁腔比（p =0.035）差异显著，纤维宽度（p =0.005）和纤维壁厚（p =0.001）达到极显著差异水平（表3）
。
图2山杨树枝和树根的纤维形态表3山杨树枝和树根纤维形态的方差分析
变量
纤维长度纤维宽度纤维壁厚变异来源
组间组内总计组间
组内
总计组间
组内
总计
平方和
193637.1122727437.123
2921074.235298.793袁世凯银元
2036.6872335.480287.4421233.0601520.502自由度1
脸上为什么会长斑
58591585915859均方
193637.11247024.778298.79335.115
287.44221.260
F 值4.1188.50913.521显著性
0.047
0.0050.001
变量
纤维内径壁腔比
长宽比
变异来源组间
组内总计组间
组内总计组间
组内总计平方和0.110
818.302
818.4110.4986.2346.7321.092
9869.5639870.656
自由度1
58591585915859均方0.110
14.1090.4980.1071.092
170.165
F 值0.0084.6380.006显著性0.930
0.035
0.936
密度的实用性体现在其可作为木材材性和生产的基本依据。木材是石膏刨花板生产中一种重
要的原材料，通常情况下，密度越大的树种制成的石膏刨花板静曲强度越低[3]，这是因为在相同的板
密度和木膏比下，刨花板体积随着木材密度的增大而减小，刨花多则板子结构紧密，强度高，反之，板子结构松散，强度低。石膏刨花板主要由机械结合而成，木材密度越大，其结构越密实，空隙率越小，“胶钉”的数量就越少，形成的石膏刨花板强度就越低。板子密度相同的情况下，低密度木材比高密度木材的刨花量多，木材压缩率大，刨花之间的接触面积也大，制成的石膏刨花板强度就较高[14]。山杨树枝、树根气干密度小，均为制造石膏刨花板的优质原料[3]，树根气干密度相比树枝更小，因此，山杨树根相比树枝，更加适合制造石膏刨花板。
木纤维的形态是分析比较木材材性优劣的重要指标。纤维长度影响纸张的耐破度、耐折度及抗张强度，一般认为，细而长的纤维，其做成的纸张耐破度、耐折度、抗张强度高。通常纤维长度超过330μm，就不会对纸张的强度产生影响[15]，本研究的山杨树枝、树根平均纤维长度（745.824μm、859.442μm）远大于330μm，因此，山杨树枝、树根木材满足纸浆基本原料要求。山杨木材的纤维宽度、长宽比是评价其在制浆造纸方面的重要指标。纤维宽度对制浆、造纸和纸张的性能有很大的影响。长宽比的比值越大，在打浆时其纤维的结合面积就会越大，纸张的撕裂指数高，成纸强度高[15]。
纸浆优质原料的一项标准就是纤维的长宽比大于35，山杨树枝长宽比（32.203）、树根长宽比（32.473）均小于35，不属于细长纤维型，其长宽比不符合优质纸浆原料的要求。山杨树枝和树根的纤维长度、长宽比低，不易折断，是较优的重组木原料[16]。
3结论
本研究中，山杨树枝与树根气干密度都略小且差异显著，树枝气干密度大于树根。山杨树根的纤维平均长度、平均宽度、壁厚、内径、长宽比均大于树枝，而壁腔比则为树枝大于树根。山杨树枝和树根的纤维形态方面除内径和长宽比差异水平不显著之外，其余纤维形态量差异均达到显著水平，其中纤维宽度和纤维壁厚达到极显著差异水平，其纤维长度、纤维宽度均为树根大于树枝。山杨树枝和树根基本达到造纸和重组木原料要求。山杨树根
比树枝更适合制造石膏刨花板。
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（责任编辑：张素清）
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第5期2018年
