植物葉器官樹脂標本保色研究

胡瑞華，宋軍陽*

（西北農(nóng)林科技大學風景園林藝術(shù)學院 陜西，楊凌 712100）

1 引言

環(huán)氧樹脂又叫做人工琥珀、水晶滴膠、環(huán)氧樹脂AB膠等，是泛指分子中含有兩個或兩個以上環(huán)氧基團的有機高分子化合物，主要成分是環(huán)氧樹脂、苯甲醇、聚醚氨。它是一種雙組份液體混合物，即環(huán)氧樹脂A 膠和固化劑B膠混合而成。它的特點是透明度高、硬度高，它用途廣泛，近年來常被用于制作樹脂植物標本。

植物標本是人們認識植物形態(tài)結(jié)構(gòu)和鑒別植物的主要方式之一，也是長期保存植物的一種重要形式。傳統(tǒng)的植物標本在保存時，由于標本時常與空氣接觸，受環(huán)境的影響較大，標本在搬運過程也容易受到損壞，需定期維護。而環(huán)氧樹脂植物標本不僅可以克服傳統(tǒng)生物標本的缺點，還具有透明度高、硬度高、穩(wěn)定易保存、不褪色、攜帶方便等優(yōu)點。不僅可以實現(xiàn)生物標本的立體觀察，還可以清晰地觀察植物的組織形態(tài)和葉脈紋理。

對環(huán)氧樹脂植物標本的研究，國內(nèi)方面自20世紀80年代開始，人們當時稱為人造琥珀，首先開始研究人造琥珀本身的制作，先后采用農(nóng)用尿素、脲醛、松香、有機玻璃等原材料制作人造琥珀，但這些材料制作成的人工琥珀有刺鼻氣味、污染環(huán)境、質(zhì)地脆弱的缺陷。從20 世紀90 年代開始，人們將人造琥珀用于制作昆蟲和植物標本。其中人造琥珀昆蟲標本研究早于植物標本，但主要琥珀原材料仍然以松香和有機玻璃為主。近十幾年來，人們開始將人造琥珀用于植物標本的研究。隨著科技的進步和材料的豐富，人們開始逐漸采用環(huán)氧樹脂AB膠作為原材料，替代松香和有機玻璃，即用環(huán)氧樹脂AB膠制作植物樹脂標本。2015 年，張建逵等開始將環(huán)氧樹脂AB 膠制作葉、花類藥用植物標本。2018 年，馬成學等將環(huán)氧樹脂AB膠用來制作水生植物標本。2019年，李良清等將環(huán)氧樹脂膠用來制作茶葉標本等。

目前大多數(shù)研究主要集中在制作樹脂標本工藝流程和包埋環(huán)氧樹脂后的凝固時間、室內(nèi)環(huán)境溫度的研究。但是環(huán)氧樹脂植物標本在制作時，如果沒有對植物材料進行干燥處理，若干天后樹脂內(nèi)的植物材料會發(fā)生變色、褪色、甚至發(fā)霉等現(xiàn)象。以往多數(shù)研究只提到了要對植物材料進行干燥，沒有提到采用何種干燥方法，干燥多長時間效果最好。同時以往研究對植物樹脂標本顏色變化大多采用外觀描述，準確性差。針對以上存在的問題，本文主要研究10枚植物葉片材料，在不同干燥時間處理下的顏色變化，運用色差儀對采集時、干燥后、樹脂包埋后不同時期的顏色值進行測量記錄，從而確定葉類植物樹脂標本最佳葉器官材料干燥處理方法和最佳干燥時間，為制作高質(zhì)量的葉類植物樹脂標本提供參考。

2 材料與方法

2.1 試驗材料

植物材料：紅花酢漿草（）、紫葉李（）、金絲梅（）、蠟梅（）、南天竹（綠葉/紅葉）（）、石楠（綠葉/紅葉）（）、大葉女貞（）、紅花繼木（）10枚植物的葉片。

試驗儀器：電熱恒溫鼓風干燥機、日本柯尼卡美能達公司色差計CR-400、電子秤。

試驗用具：草紙、密封盒、塑膠樹脂標本模具、紙杯、攪棒。

試劑：硅膠干燥劑，生產(chǎn)廠家：威海乳山太陽干燥劑有限公司。

環(huán)氧樹脂AB 膠，生產(chǎn)廠家：深圳市聚恒創(chuàng)電子材料有限公司。

2.2 試驗方法

2.2.1 未干燥處理的研究 采集上述10 枚植物新鮮葉片1份，采集時間：2020年12月4日。用水沖洗表面灰塵雜質(zhì)后用紙巾擦拭，晾干。用色差儀采集每個葉片不同部位三個點的顏色值，記錄。在紙杯中將環(huán)氧樹脂AB膠按3:1 的質(zhì)量比例配好，順著同一方向慢慢進行攪拌，注意速度不能過快，否則氣泡會增多。勻速攪拌至清澈為止，靜止10min。氣泡消失后，先將AB膠混合液倒入模具中鋪一層底，再將晾干的植物材料放入AB 膠混合液上，后再倒入AB 膠混合液覆蓋葉片表層，在25℃～30℃的溫度下，5～8h 凝固（根據(jù)AB 膠混合液厚度，凝固時間不同）。為防止葉片上浮，AB膠溶液凝固后，再澆筑一層AB 膠混合液，經(jīng)過16～24h，環(huán)氧樹脂AB 膠干透。樹脂干透后，從模具中取出，保存，分別對未干燥處理的葉片樹脂標本包埋15d 和120d 后用色差儀測量、記錄每個葉片不同部位三個點的顏色值。

2.2.2 草紙干燥處理研究 采集上述10 枚植物新鮮葉片6 份，用水沖洗表面灰塵雜質(zhì)后用紙巾擦拭，晾干。用色差儀采集每個葉片不同部位三個點的顏色值，記錄。將晾干的葉片壓在草紙中間，分別按照12h/24h/48h/72h/96h/120h壓6份，記錄時間。12h后，取出草紙干燥的植物材料1份，用色差儀測量、記錄干燥后每個葉片不同部位三個點的顏色值。干燥后用環(huán)氧樹脂AB 膠進行包埋，方法同上。樹脂干透后，從模具中取出保存，分別在葉片樹脂標本包埋15d 和120d 用色差儀測量、記錄每個葉片不同部位三個點的顏色值。

2.2.3 硅膠干燥劑處理研究 采集上述10 枚植物新鮮葉片6 份，用水沖洗表面灰塵雜質(zhì)后用紙巾擦拭，晾干。用色差儀采集每個葉片不同部位三個點的顏色值，記錄。先將密封盒上鋪1.5cm厚的硅膠干燥劑，再將晾干的葉片鋪在其上，再鋪一層1.5cm 厚的硅膠干燥劑，再鋪一份葉片，以此類推，分別按照120h/96h/72h/48h/24H/12H順序從下到上鋪6份，記錄時間。12h后，取出鋪在最上面的硅膠干燥12h 的植物材料1 份，用色差儀測量、記錄干燥后每個葉片不同部位三個點的顏色值。其它干燥時間的葉片以此類推。干燥后用環(huán)氧樹脂A B膠進行包埋，方法同上。樹脂干透后，從模具中取出保存，分別在葉片樹脂標本包埋15d 和120d 用色差儀測量、記錄每個葉片不同部位三個點的顏色值。

2.2.4 電熱恒溫干燥機干燥處理研究 采集上述10枚植物新鮮葉片4份，用水沖洗表面灰塵雜質(zhì)后用紙巾擦拭，晾干。用色差儀采集每個葉片不同部位三個點的顏色值，記錄。將表面水份晾干的4份葉片放置在恒溫干燥機網(wǎng)格架上，溫度50℃，記錄時間。恒溫干燥機設計了2h/3h/4h/5h。2h 后，取出恒溫干燥機網(wǎng)格架上的植物材料1 份，用色差儀測量、記錄顏色值。3h 后，再取出恒溫干燥機網(wǎng)格架上的植物材料1份，用色差儀測量、記錄干燥后每個葉片不同部位三個點顏色值，其它干燥時間的葉片以此類推。記錄完數(shù)據(jù)后，用環(huán)氧樹脂AB膠進行包埋，方法同上。樹脂干透后，從模具中取出，保存，分別在葉片樹脂標本包埋15d 和120d 用色差儀測量、記錄每個葉片不同部位三個點的顏色值。

2.2.5 數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析 將干透的樹脂標本放置在非陽光直射環(huán)境中，15d和120d后，分別用色差儀測量每個葉片不同部位三個點顏色值，并記錄。植物材料采集時，葉片樹脂標本包埋120d 的色差值比較，是利用色差計算軟件APP 顏色識別器V8.101 進行計算的，根據(jù)色差計算公式，分別輸入每種植物采集時和包埋后的顏色測量值，最后計算出顏色變化總差值即色差值。總色差用ΔE 表示，色差的單位用NBS 表示，△E 盎值為1 時稱為1NBS。ΔE數(shù)值越大，說明色差越大。試驗數(shù)據(jù)和圖通過Microsoft Excel2010進行統(tǒng)計和繪制。

關(guān)于色差和計算：色差儀上的L、a、b是代表物體顏色的色度值，也就是該顏色的色空間坐標，任何顏色都有唯一的坐標值，其中L 代表明暗度（黑白），A代表紅綠色，B代表黃藍色。△L+表示偏亮，△L-表示偏暗，△a+表示偏紅，△a-表示偏綠，△b+表示偏黃，△b-表示偏藍。

3 結(jié)果與分析

3.1 不同干燥處理方法對環(huán)氧樹脂標本色差的影響

為了探索何種干燥處理方式最佳，試驗分別設計了四種不同的干燥處理方法以及不同干燥時間處理。分別對不同干燥處理的葉片進行采集時的顏色值和樹脂包埋120 d的顏色值比較，分別得出每種干燥處理的總體色差平均值，再對不同干燥處理的總體色差平均值進行比較，從而優(yōu)選出最佳干燥處理方式。

如圖1所示：草紙干燥處理的葉片樹脂標本顏色變化最小，沒有進行干燥處理的樹脂標本顏色變化最大。四種干燥處理中，葉片樹脂標本的色差值從小到大依次是草紙干燥法、硅膠干燥劑法、恒溫干燥箱法、未干燥處理。恒溫干燥箱法2h 干燥后的葉片，就已經(jīng)發(fā)生明顯皺褶、收縮，顏色和質(zhì)地發(fā)生嚴重變化，因此，恒溫干燥箱只做了2h干燥處理、顏色變化測量記錄和色差分析，其他時間段沒有必要再繼續(xù)進行。數(shù)據(jù)表明，制作葉片樹脂標本最佳干燥處理方法是草紙干燥法。

圖1 不同干燥方法對葉片樹脂標本色差影響

3.2 草紙干燥法中最佳干燥時間測定

為了探索更加精確有效的草紙?zhí)幚砀稍飼r間，試驗設計了6 個不同的草紙干燥時間，分別是12h/24h/48h/72h/96h/120h。通過對葉片采摘時的顏色值和包埋120d的葉片樹脂標本顏色值進行比較，分別得出不同干燥時間的色差平均值，再對不同干燥時間的色差平均值進行比較。

如圖2 所示，在草紙干燥處理的不同時間段，隨著干燥時間的增加，葉片含水量不斷減少，葉片樹脂標本平均色差值越來越小。干燥時間為120h 色差值最小，效果最佳；干燥時間為12h 色差值最大，效果欠佳；干燥時間為48～120h，色差值上下浮動，相對穩(wěn)定。

圖2 草紙不同干燥時間對樹脂標本色差影響

3.3 樹脂標本包埋后色差變化穩(wěn)定性測定

色彩的穩(wěn)定性是樹脂植物標本成敗的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一。如圖3所示，試驗測試了不同干燥處理方法，樹脂標本包埋15d 顏色平均值和包埋120d 后的顏色平均值，對比期間的顏色變化情況，從而得出葉片樹脂包埋后不同干燥處理的總體色差值△E。

圖3 不同干燥方法對葉片樹脂標本顏色穩(wěn)定性影響

如圖3數(shù)據(jù)表明，草紙干燥法處理的樹脂標本在包埋后，顏色變化幅度較小，顏色變化最穩(wěn)定。硅膠干燥和恒溫干燥處理色差值相對次之。未干燥處理的葉片樹脂標本在包埋15d和120d天期間，顏色變化幅度最大，顏色變化最不穩(wěn)定。

如圖4 所示，試驗測試了草紙干燥處理中，在不同的干燥時間處理下，樹脂標本包埋15d 后至120d 的顏色平均值，對比期間的顏色變化情況，從而得出葉片樹脂包埋后不同干燥時間處理的總體色差值△E。

圖4 不同干燥時間對葉片樹脂標本顏色穩(wěn)定性影響

如圖4 數(shù)據(jù)表明，干燥處理120h 的樹脂標本包埋后色差值為0.634，顏色變化幅度最小，顏色變化最穩(wěn)定。96h、48h 色差值次之，顏色變化相對穩(wěn)定。12h 色差值最大，顏色變化幅度最大，顏色變化最不穩(wěn)定。

3.4 不同葉片樹脂標本個體色差變化測定

植物種類繁多，不同植物葉片的形態(tài)、底色、質(zhì)地差別很大。實驗采用10 玫植物葉片，在草紙不同干燥時間處理下，將采摘時的顏色值和葉片樹脂標本包埋120d 的顏色值進行比較，得出每種不同葉片樹脂標本色差平均值，此試驗能反映不同植物葉片樹脂標本個體色差變化情況。

如圖5 所示，紅花酢漿草色差值最大，南天竹（紅、綠）、石楠（紅）、大葉女貞、紫葉李色差值相對次之，金絲梅、紅花繼木、石楠（綠）、蠟梅色差值相對較小。

圖5 不同植物葉片樹脂標本色差變化測定

4 討論和結(jié)論

根據(jù)上述試驗結(jié)果，主要結(jié)論如下：

第一，葉類植物在制作樹脂標本時，必須對其進行干燥處理，采用草紙干燥處理效果最佳，成本低且方便。硅膠干燥劑效果相對次之，其葉片干燥效果不如草紙干燥平展，會有一些皺褶，但如果是一些立體葉片，如蝴蝶槐等葉片，則采用硅膠干燥劑干燥可保持其本身形態(tài)。不能直接進行恒溫干燥箱進行干燥，葉片會發(fā)生嚴重皺褶，變形。未干燥處理的色差值最大，樹脂標本效果最差。

第二，在草紙干燥處理中，最佳干燥時間范圍是48～120h，120h 的干燥時間效果最佳。如果葉片本身含水量少，可采用48h 草紙干燥；如果葉片含水量多、葉片厚，可采用120h草紙或硅膠干燥劑干燥。草紙不同干燥時間處理中，隨著干燥時間的增加，葉片樹脂標本色差逐漸變小，并逐漸趨于穩(wěn)定。

第三，葉片樹脂標本包埋后顏色穩(wěn)定性測試中，干燥時間越長，包埋后顏色變化越小，顏色變化越穩(wěn)定?？傊?，不同干燥處理方法、不同干燥處理時間是樹脂標本色差變化和穩(wěn)定性的重要影響因素。

第四，筆者認為采摘時葉片含水量高低、采集地點、采集樹木不同，也會影響葉片樹脂標本色差變化。采摘時正在發(fā)生變色的葉片，樹脂包埋后，色差值會發(fā)生較大變化。如南天竹綠葉向紅葉轉(zhuǎn)變時期，制作成樹脂標本后色差變化幅度大，顏色不穩(wěn)定。