科爾沁沙地引種樟子松木材變色原因淺析

劉建華

(遼寧省沙地治理與利用研究所，遼寧 阜新 123000)

樟子松(PinussylvestrisL. var.mongolicaLitv.)是我國三北地區主要造林樹種，具有速生、樹干通直、蓄積量大等特點。但在木材采伐后，經過一段時間的儲存，木材芯部會出現變色的情況，俗稱“藍變”。這種變化不僅僅是普通的顏色轉變，而是木材生產加工中的一項重要評價指標，影響木材制品的商品價值。

國內外有關木材變色的研究始于20世紀60年代，主要集中在速生闊葉樹中，對針葉樹的研究比較少。很多前人的研究對導致木材變色的因素進行了總結，但總體上可以歸納為微生物變色和非微生物變色兩種類型。

1 試驗地區概況

試驗區位于彰武章古臺固沙造林實驗林場三家子工區。該林場處于科爾沁沙地的東南端。該地區是季風大陸性氣候區，且其整體年均的氣溫大約為6 ℃，較為干旱，且風力比較大，其風速可以達到25 m·s-1，無霜期為154 d左右。降水的年際變化比較明顯。最大年降水量可以達到744 mm，最小年降水量約為262 mm，總體年平均降水量數值約為500 mm，且其降雨的時間大多在6—8月。

2 試驗材料與方法

在試驗林內選擇樹齡為41年、徑階20 cm的樟子松，取樹木采伐鋸口處木材制作木方，木方規格為20 cm×10 cm×10 cm，共選擇20株樹木分別制作20塊木方，制作完成后立即進行試驗。

Wilcox在1964年便提出，分別用飽和乙二酸溶液和過氧化氫涂抹變色木材，可以明確區分木材是否是由微生物造成的變色[1]。用飽和乙二酸溶液涂抹變色木材，脫色則為非微生物變色，用過氧化氫涂抹脫色為微生物變色。

界定是否脫色不能只憑主觀判斷，目前廣泛應用的物體色的測量方法有亨特白度、藍光白度、甘茨白度三種指標，而亨特白度是采用色差的概念來計算白度的公式，所以界定脫色用亨特白度來表示最為適合。

圖1 三維顏色坐標系

亨特白度公式[2-4]：

式中L為亨特明度(L=0時表示全黑，L=100時表示全白)，a、b為亨特色品指數(a為正數表示偏紅，a為負數表示偏綠，b為正數表示偏黃，b為負數表示偏藍。如圖1所示三維色品指數[5])，X10、Y10、Z10為三刺激值。該測量方法是在D65標準照明體，10°視場中的觀測值。

3 結果與分析

隨機選取兩塊已經變色的樣品，分別采用飽和乙二酸溶液和過氧化氫涂抹后結果如表1、表2所示，過氧化氫處理的亨特白度變化明顯，樟子松的“藍變”可以確定為微生物變色。

表1 飽和乙二酸溶液處理樣品的亨特白度

表2 過氧化氫處理樣品的亨特白度

將取得的20塊木材放置在三家子試驗區林地內，以采伐日為基準，每個月(30 d)測量一次亨特白度的相關指標，取20個數據的平均值，連續觀測1年，發現明顯規律：采伐后兩個月內，由于氣候干燥，木材也隨之干燥，木材的亮度如圖2所示，呈增加趨勢，進入雨季后，由于空氣濕度和溫度的增加，形成適宜微生物繁殖的環境，木材亮度開始下降，進入冬季后進入穩定期。圖3、4所示變化規律與圖1相同。

表3 全年降水量統計表

圖2L變化曲線

圖3 a變化曲線

圖4 b變化曲線

4 結論與討論

由上述試驗可知，樟子松木材“藍變”是由微生物繁殖造成的，通過測定亨特白度，可直觀地發現“藍變”與全年降水量極度相關。這說明濕度是造成“藍變”的必要因素之一，防止木材“藍變”最簡單直接的方法就是在冬季采伐，盡快運輸至加工廠加工。如不能全部加工當期采伐的木材，應在儲存木材的倉庫采取降低空氣濕度的措施，防止木材“藍變”。