白衛(wèi)國，黎明慧，石茂鑫，韋鵬練，劉 衡，符韻林

（1.廣西壯族自治區(qū)國有東門林場，廣西 崇左 532108；2.廣西大學(xué) 林學(xué)院，廣西 南寧 530004）

大花序桉(Eucalyptus cloeziana)，又稱澳大利亞大花梨、昆士蘭桉，是桃金娘科(Myrtaceae)桉屬(Eucalyptus)昆士蘭桉亞屬(Idiogenes)唯一樹種［1］，樹高可達(dá)55 m，直徑可達(dá)1～2 m，其木材色澤美麗，紋理通直，結(jié)構(gòu)細(xì)密且均勻，硬度高，堅(jiān)固耐久，是家具、建筑的理想用材［2］。大花序桉主要分布在澳大利亞昆士蘭州的南部，目前在我國廣西、廣東、海南等省份均有引種種植［3］。目前對大花序桉的研究主要集中于遺傳性狀［4］、繁殖培育［5-8］、纖維特性［9-11］等方面，還有學(xué)者研究了樹齡對大花序桉木材物理力學(xué)性能的影響［12-13］，但關(guān)于大花序桉化學(xué)成分的研究較少，有關(guān)樹齡與大花序桉化學(xué)成分相關(guān)性的研究尚未見報道，而木材化學(xué)成分對木材的資源化利用有十分重要的指導(dǎo)意義。故本研究按照國家標(biāo)準(zhǔn)法對4種不同樹齡大花序桉的基本化學(xué)成分進(jìn)行了測定，明確了4個不同樹齡大花序桉的基本化學(xué)成分含量及其木材化學(xué)成分與樹齡之間的關(guān)系，可以為大花序桉的遺傳改良、木材采伐及加工利用提供科學(xué)依據(jù)，為更好地利用大花序桉木材提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

大花序桉木材均取自廣西壯族自治區(qū)國有東門林場。5、17、29年生的大花序桉各采伐8棵，35年生的大花序桉采伐3棵，采集時對樹木進(jìn)行標(biāo)記，每棵樹木的木材均采自同一高度的圓盤。

1.2 試驗(yàn)藥品

蒸餾水、氫氧化鈉、甲基橙指示劑、無水乙醇、冰乙酸、氯化鋇、苯、硫酸、亞氯酸鈉、丙酮、重鉻酸鉀等。

1.3 試驗(yàn)儀器與設(shè)備

紫外可見分光光度計、全功能粉碎機(jī)、水浴鍋、恒溫烘箱、電子調(diào)溫電熱套、雙功能水浴恒溫振蕩器、電子天平、馬弗爐等。

1.4 試驗(yàn)方法

根據(jù)《造紙?jiān)匣曳值臏y定》（GB/T 2677.3—93）測定大花序桉木材灰分的含量；根據(jù)《造紙?jiān)纤槌鑫锖康臏y定》（GB/T 2677.4—93）測定大花序桉木材冷、熱水抽出物的含量；根據(jù)《造紙?jiān)?%氫氧化鈉抽出物含量的測定》（GB/T 2677.5—93）測定大花序桉木材1%NaOH抽出物含量；根據(jù)《造紙?jiān)嫌袡C(jī)溶劑抽出物含量的測定》（GB/T 2677.6—94）測定大花序桉木材苯醇抽出物含量；根據(jù)《造紙?jiān)暇C纖維素含量的測定》（GB/T 2677.10—1995）測定大花序桉木材綜纖維素含量；根據(jù)《紙漿α-纖維素的測定》（GB/T 744—1989）測定大花序桉木材α-纖維素含量；半纖維素含量以綜纖維素與α-纖維素含量之差計；根據(jù)《紙漿中酸不溶木質(zhì)素的測定》（GB/T 747—2003）測定大花序桉木材酸不溶木質(zhì)素含量；根據(jù)《造紙?jiān)虾图垵{中酸溶木質(zhì)素的測定》（GB/T 10337—2008）測定大花序桉木材酸溶木質(zhì)素含量；木質(zhì)素含量以酸不溶木質(zhì)素和酸溶木質(zhì)素含量之和計。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同樹齡大花序桉木材灰分含量的變化

由圖1可知，大花序桉心材的灰分含量整體較低，均在1.5%以下。5年樹齡的灰分含量最高，為1.24%；17年的含量急速下降；17～35年的灰分含量基本保持穩(wěn)定，雖有上升趨勢，但是幅度極小?？梢酝茰y大花序桉心材的灰分含量隨樹齡的增長會先大幅下降后逐步趨于穩(wěn)定。這是因?yàn)槟静脑谀举|(zhì)化程度較低時，N、P、K、Mg等元素含量會較高［14］。

圖1 不同樹齡大花序桉木材灰分含量的變化

2.2 不同樹齡大花序桉木材冷、熱水抽提物含量的變化

由圖2和圖3可知，大花序桉木材冷、熱水抽提物的含量隨樹齡的增長均不斷升高，其中5年的含量最低，分別為3.21%、5.59%；35年的最高，分別為8.46%、10.95%。整體均呈上升趨勢，但逐漸放緩?？梢灶A(yù)測隨著樹齡繼續(xù)增長，大花序桉木材冷、熱水抽提物的含量可能會逐漸趨于平緩穩(wěn)定。

圖2 不同樹齡大花序桉木材冷水抽提物含量的變化

圖3 不同樹齡大花序桉木材熱水抽提物含量的變化

2.3 不同樹齡大花序桉木材1% NaOH抽提物含量的變化

由圖4可知，1% NaOH抽提物的含量在5年時最低，為12.51%；此后隨樹齡的增加灰分含量不斷升高，在29年時達(dá)到最高，達(dá)19.40%；到35年時含量下降。因此，1% NaOH抽提物的含量隨樹齡的增加整體呈現(xiàn)先上升后下降的變化趨勢?？梢酝茢嘣跇淠旧L的后期，1% NaOH抽提物含量會繼續(xù)下降，然后趨于平穩(wěn)。1% NaOH抽提物除了能溶解冷水和熱水溶出的物質(zhì)外，還能溶解出部分木質(zhì)素，聚戊糖等，所以1% NaOH抽提物含量理論上要比冷水抽提物含量和熱水抽提物含量高，本研究的試驗(yàn)結(jié)果符合這一基本理論。

圖4 不同樹齡大花序桉木材1%NaOH抽提物含量的變化

2.4 不同樹齡大花序桉木材苯—醇抽提物含量的變化

由圖5可知，大花序桉的苯—醇抽提物含量整體偏低，4個樹齡大花序桉木材的含量都低于2%，其中在5年時最低，為1.16%；5～29年的苯—醇抽提物含量逐漸上升，但是上升幅度逐漸減緩，29年時含量達(dá)到最高，為1.67%；但到35年時含量下降。苯—醇溶液主要是抽提木材中的脂肪、蠟、樹脂、單寧、色素等物質(zhì)，熱水抽提物和冷水抽提物主要是能溶于水的單寧、色素、糖類物質(zhì)和部分無機(jī)鹽等，三者溶出物有部分成分一致，但苯—醇抽提物的含量比冷水抽提物和熱水抽提物含量都要低很多，推測是因?yàn)榇蠡ㄐ蜩裰械目扇苡谒奈镔|(zhì)含量高，而樹脂、脂肪等含量較低。此試驗(yàn)結(jié)果與陳茜文等［15］對湖南耐寒桉樹中赤桉部分種源和巨桉的試驗(yàn)測定結(jié)果一致。

圖5 不同樹齡大花序桉木材苯—醇抽提物含量的變化

2.5 不同樹齡大花序桉木材纖維素含量的變化

由圖6可知，大花序桉心材中的綜纖維素含量隨樹齡的升高而不斷下降，5年時最高，為76.66%；35年最低，為70%。α-纖維素含量隨樹齡的升高而增加，但是增加幅度較小，5年時為44.69%，35年時為46.96%。半纖維素含量隨樹齡的升高而不斷降低，在5年時最高，為31.98%；35年時最低，為23.04%。纖維素是自然界中含量最多且分布最廣的一種天然高分子聚合物，是由β-D-葡萄糖組成的線性物質(zhì)，其在木材細(xì)胞壁中主要起骨架作用，使木材具有較高的抗拉強(qiáng)度［16］，由此可以說明大花序桉心材的物理強(qiáng)度隨樹齡的升高而越來越大。木材中的纖維素含量在造紙工業(yè)上有很大的決定作用，一般來說，木材原料的纖維素含量越高，紙漿得率越高，紙漿的質(zhì)量性能越好。陳茜文［17］對湖南鄧恩桉、多枝桉、赤桉、樟腦桉、廣葉桉、巨桉和小果灰桉等7種桉樹的纖維素含量分別進(jìn)行了測定，這7種桉樹均為優(yōu)良的造紙?jiān)?，而?種桉樹的纖維素含量在41.00%～44.55%范圍內(nèi)，均比4個不同樹齡大花序桉的纖維素含量低，由此說明大花序桉心材作為造紙?jiān)牧峡赡軙懈叩募垵{得率且造紙質(zhì)量更好。半纖維素是木材聚合物中對外界條件最敏感、最易發(fā)生變化的一種多糖，其存在、變化、性質(zhì)與特點(diǎn)均對木材的材性和加工利用有重要影響［16］。大花序桉心材半纖維素含量隨樹齡的升高而降低，表明大花序桉心材的材性及后期加工利用過程的性質(zhì)可能會隨樹齡的增長而趨向穩(wěn)定。

圖6 不同樹齡大花序桉木材纖維素含量的變化

2.6 不同樹齡大花序桉木材木質(zhì)素含量的變化

由圖7可知，酸溶木質(zhì)素含量隨樹齡的增長而不斷增加，在5年時最低，為3.69%，35年時最高，為8.16%。酸不溶木質(zhì)素的含量從5年到29年是緩慢上升的，到35年時開始略微下降，整體的變化波動在2個百分點(diǎn)以內(nèi)，含量較穩(wěn)定。酸不溶木質(zhì)素和酸溶木質(zhì)素之和即為木質(zhì)素，木質(zhì)素含量的整體變化趨勢是隨樹齡的升高而緩慢上升，在5年時最低，為30.93%；在29年時最高，為35.85%；到35年時降低約0.4個百分點(diǎn)。木質(zhì)素是木材組成中的第3種高分子物質(zhì)，是由苯基丙烷單元組成的芳香族化合物，存在于細(xì)胞壁的微纖絲之間，也出現(xiàn)在胞間層，它將相鄰的細(xì)胞黏結(jié)在一起，使細(xì)胞貫穿成一體，起到貫穿纖維、強(qiáng)化細(xì)胞壁、增加樹木莖干的強(qiáng)度、加深木質(zhì)化程度，甚至是減少微生物對樹木危害的作用［18］。由此可知，當(dāng)大花序桉心材的木質(zhì)素含量隨樹齡的增長而不斷增加時，其木質(zhì)化程度也不斷加深，硬度會變大，抗病蟲害的能力也會逐漸加強(qiáng)。從29年到35年木質(zhì)素含量小幅下降，可能是因?yàn)槟举|(zhì)化達(dá)到一定程度后沒有繼續(xù)加深。

圖7 不同樹齡大花序桉木材木質(zhì)素含量的變化

3 討論與結(jié)論

大花序桉的心材灰分含量較低，4個不同樹齡大花序桉的灰分含量均低于1.5%，從5年到17年的大花序桉灰分含量大幅下降，從17年到35年的灰分含量基本保持不變?？梢酝茰y大花序桉心材的灰分含量隨樹齡增長會先快速下降后逐步趨于穩(wěn)定。

冷水抽提物和熱水抽提物的含量隨樹齡增長的變化趨勢是一致的，即從5年到17年上升，從17年到29年有小幅下降，從29年到35年又上升，整體變化趨勢是上升的。預(yù)測隨著樹齡繼續(xù)增長，冷水抽提物含量可能會保持在一個比較穩(wěn)定的狀態(tài)。抽提物含量高的樹種，木材的抗腐蝕和抗真菌侵蝕的能力較強(qiáng)，可作為建筑門窗、家具及其他工業(yè)用材加以開發(fā)利用，所以大花序桉樹齡越高，心材的耐腐蝕性能也會越好，更適合做高檔家具。

大花序桉的1% NaOH抽提物和苯—醇抽提物含量隨樹齡增長的變化趨勢是一致的，含量從5年到29年呈上升的趨勢，到35年時就下降。可以推斷在樹木生長的后期，1% NaOH抽提物含量和苯—醇抽提物含量會繼續(xù)下降，然后趨于平穩(wěn)。苯—醇抽提物含量較冷水抽提物和熱水抽提物含量低，推測大花序桉心材的可溶于水類物質(zhì)含量較高，即可溶糖類、植物堿等物質(zhì)含量較高，而樹脂、蠟等物質(zhì)含量較低。

大花序桉心材中的綜纖維素含量隨樹齡的升高而不斷下降。α-纖維素含量隨樹齡的增長而不斷增加，但是變動幅度較小。半纖維素含量隨樹齡的增長而不斷減少。由此可知，大花序桉心材的物理強(qiáng)度隨樹齡的增長而逐漸加強(qiáng)，同時推測大花序桉心材作為造紙?jiān)牧峡赡軙懈叩募垵{得率且造紙質(zhì)量較好。

大花序桉心材中的酸溶木質(zhì)素含量隨樹齡的增長而不斷增加。酸不溶木質(zhì)素含量從5年到29年是緩慢上升的，到35年略微下降，含量變化較穩(wěn)定。木質(zhì)素含量的整體變化趨勢是隨樹齡的增長而緩慢上升，表明大花序桉心材的木質(zhì)化程度也會隨樹齡增長不斷加深，硬度隨樹齡的升高而變大，抗病蟲害的能力也越強(qiáng)。