科尔沁沙地引种樟子松木材变色原因浅析

刘建华

(辽宁省沙地治理与利用研究所，辽宁 阜新 123000)

樟子松(PinussylvestrisL. var.mongolicaLitv.)是我国三北地区主要造林树种，具有速生、树干通直、蓄积量大等特点。但在木材采伐后，经过一段时间的储存，木材芯部会出现变色的情况，俗称“蓝变”。这种变化不仅仅是普通的颜色转变，而是木材生产加工中的一项重要评价指标，影响木材制品的商品价值。

国内外有关木材变色的研究始于20世纪60年代，主要集中在速生阔叶树中，对针叶树的研究比较少。很多前人的研究对导致木材变色的因素进行了总结，但总体上可以归纳为微生物变色和非微生物变色两种类型。

1 试验地区概况

试验区位于彰武章古台固沙造林实验林场三家子工区。该林场处于科尔沁沙地的东南端。该地区是季风大陆性气候区，且其整体年均的气温大约为6 ℃，较为干旱，且风力比较大，其风速可以达到25 m·s-1，无霜期为154 d左右。降水的年际变化比较明显。最大年降水量可以达到744 mm，最小年降水量约为262 mm，总体年平均降水量数值约为500 mm，且其降雨的时间大多在6—8月。

2 试验材料与方法

在试验林内选择树龄为41年、径阶20 cm的樟子松，取树木采伐锯口处木材制作木方，木方规格为20 cm×10 cm×10 cm，共选择20株树木分别制作20块木方，制作完成后立即进行试验。

Wilcox在1964年便提出，分别用饱和乙二酸溶液和过氧化氢涂抹变色木材，可以明确区分木材是否是由微生物造成的变色[1]。用饱和乙二酸溶液涂抹变色木材，脱色则为非微生物变色，用过氧化氢涂抹脱色为微生物变色。

界定是否脱色不能只凭主观判断，目前广泛应用的物体色的测量方法有亨特白度、蓝光白度、甘茨白度三种指标，而亨特白度是采用色差的概念来计算白度的公式，所以界定脱色用亨特白度来表示最为适合。

图1 三维颜色坐标系

亨特白度公式[2-4]：

式中L为亨特明度(L=0时表示全黑，L=100时表示全白)，a、b为亨特色品指数(a为正数表示偏红，a为负数表示偏绿，b为正数表示偏黄，b为负数表示偏蓝。如图1所示三维色品指数[5])，X10、Y10、Z10为三刺激值。该测量方法是在D65标准照明体，10°视场中的观测值。

3 结果与分析

随机选取两块已经变色的样品，分别采用饱和乙二酸溶液和过氧化氢涂抹后结果如表1、表2所示，过氧化氢处理的亨特白度变化明显，樟子松的“蓝变”可以确定为微生物变色。

表1 饱和乙二酸溶液处理样品的亨特白度

表2 过氧化氢处理样品的亨特白度

将取得的20块木材放置在三家子试验区林地内，以采伐日为基准，每个月(30 d)测量一次亨特白度的相关指标，取20个数据的平均值，连续观测1年，发现明显规律：采伐后两个月内，由于气候干燥，木材也随之干燥，木材的亮度如图2所示，呈增加趋势，进入雨季后，由于空气湿度和温度的增加，形成适宜微生物繁殖的环境，木材亮度开始下降，进入冬季后进入稳定期。图3、4所示变化规律与图1相同。

表3 全年降水量统计表

图2L变化曲线

图3 a变化曲线

图4 b变化曲线

4 结论与讨论

由上述试验可知，樟子松木材“蓝变”是由微生物繁殖造成的，通过测定亨特白度，可直观地发现“蓝变”与全年降水量极度相关。这说明湿度是造成“蓝变”的必要因素之一，防止木材“蓝变”最简单直接的方法就是在冬季采伐，尽快运输至加工厂加工。如不能全部加工当期采伐的木材，应在储存木材的仓库采取降低空气湿度的措施，防止木材“蓝变”。