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中国现有人工林面积约6 933万hm2，居世界之首[1]。但人工林木材存在材质松软、尺寸不稳定、不耐腐等缺陷，长期以来被作为劣质材，在实际应用中受到制约[2]。为了解决这些缺陷，弥补优质针、阔叶材资源不足的问题，科研人员开展了一系列高效利用人工林木材的研究。重组木是以人工林木材为主要原料，木束或纤维化木单板为基本构成单元，浸渍胶黏剂后按顺纹组坯压制而成的板（方）材。重组木经过40余年的研究和发展，逐渐成为速生林木材小材大用、劣材优用最有效的途径之一[3]。由于重组木密度基本在0.80 g·cm-3以上，其力学性能大部分已经超越优质硬阔叶材和普通人造板[4]。随着木结构建筑、湿地园林景观设施等领域的蓬勃发展，一些企业已经开始探索重组木材的应用领域由室内用材向耐候户外材等高附加值领域跨越的可行性。但木材作为有机天然生物高分子材料，在合适的温湿度条件下，容易遭受微生物和虫类的侵蚀破坏，导致木材“三大素”的降解，从而降低了木材的材质和使用寿命[5]。同时，速生材杨木材质轻，导管直径大，极易受到腐朽菌的侵害，属不耐久木材[6]。因此，杨木重组木防腐技术的研究和推广应用显得尤为重要。目前，木质材料的防腐主要是应用化学药剂处理材料，阻止菌虫等生物因子对材料的危害，从而使材料的平均使用寿命能延长到5~6倍。水载型防腐剂具有使用方便、物料成本低，处理材表面洁净，而且一般不增加可燃性等优点。水溶性铜唑（CuAz）防腐剂作为一种环保、高效的木材防腐剂，其制剂不含砷、铬，近年来被列入国内外标准，被广泛应用于室内外结构材等领域的防腐处理[7]。为了提高杨木重组木的户外耐久性，对其组成单元进行CuAz防腐剂常压浸渍和真空浸渍处理，并研究其对重组木防腐性能和物理力学性能的影响。
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杨木采自河北文安县，树龄为20 a，胸径25~35 cm，气干密度0.33 g·cm-3；低分子量浸渍用酚醛树脂胶黏剂（PF）购自广东太尔化工有限公司，固体含量为48.06%，黏度为72 mPa·s（30 ℃），pH 11，水溶倍数大于10；CuAz主要成分配比m铜:m戊醇:m丙环唑＝50:1:1，防腐剂质量分数为10.2%。
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按原木旋切→单板裁剪→疏解→干燥→浸防腐剂→干燥→浸胶→干燥→组坯→热压→平衡→锯解的流程进行。
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新鲜杨木锯材经旋切机旋切成6 mm厚的单板，裁剪后利用多功能疏解机疏解成网状的纤维化单板，并自然大气干燥至含水率为10%左右。
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根据目标试材的载药量（约1 kg·m-3）和前期预实验，采用常压浸渍和真空浸渍法对干燥后的杨木纤维化单板进行浸渍，浸渍液为质量分数0.28%的CuAz防腐剂溶液。①常压浸渍：将纤维化单板浸渍于防腐剂溶液中，5 min后取出，自然大气干燥至含水率10%左右。②真空浸渍：将纤维化单板浸渍于防腐剂溶液中，放入真空浸渍处理罐内，真空浸渍处理罐的工作参数为-0.05 MPa，浸渍30 s，卸压至常压，浸渍30 s取出，自然大气干燥至含水率10%左右。
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根据预浸胶试验结果，配置12%固体含量的PF胶液对杨木纤维化单板进行浸渍3 min，调控沥胶时间确保纤维化单板浸胶量在（13.0±0.5）%，自然大气干燥至含水率10%左右。
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按试验设定的重组木密度（1.05 g·cm-3），称取干燥后的浸胶纤维化单板，按顺纹方向均匀铺装在模具中，板坯幅面为45 cm × 16 cm，最终厚度为20 mm。采用热进冷出的热压工艺，热压温度为（140±1）℃，压力为2.5 MPa，热压速率为1 mm·min-1。未进行防腐处理的杨木纤维化单板按上述工艺压制成重组木，作为对照组。
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上述试板在大气中平衡2周，按规定尺寸裁边，锯制试件。
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用带能谱的扫描电子显微镜（Hitachi SU 8010, 日本）观察浸渍CuAz防腐剂后纤维化单板横切面的微观结构，并在相同细胞位置进行能谱面扫，利用系统自带的软件获得相应的元素含量。
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采用粉碎机将防腐重组木和对照组粉碎后，筛选大于200目的粉末样品，将样品在103 ℃烘箱内干燥至绝干后，用傅立叶变换红外光谱仪（Bruker Vertex 70, 德国）测试分析重组木的主要化学成分变化。
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参照GB/T 13942.1-2009《木材天然耐腐性实验室试验方法》进行防腐实验，12周后测定重组木的质量损失率，评价重组木的耐腐性能。检测结果为6个试样的平均值。选用耐腐试验菌种：白腐菌为采绒革盖菌Coriolus versicolor（CV），褐腐菌为密黏褶菌Gloeophyllum trabeum（GT）。
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参照GB/T 30364-2013《重组竹地板》进行耐水性能检测。采用28 h循环水煮法，先将试件放入100 ℃沸水中水煮4 h，然后在（63±3）℃空气对流干燥箱中干燥20 h，再将试件放入100 ℃继续水煮4 h。测试试件的吸水宽度膨胀率（WSR）、吸水厚度膨胀率（TSR）和吸水率（WAR）。结果取6个试件平均值。
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参照GB/T 17657-2013《人造板及饰面人造板理化性能试验方法》，检测试件的静曲强度和弹性模量；参照GB/T 20241-2006《单板层积材》，检测试件的垂直加载水平剪切强度。结果取6个试件平均值。
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采用带能谱的扫描电镜对铜唑防腐剂浸渍后的杨木纤维化单板进行微观结构观察和能谱分析，从图 1可知：纤维化单板横切面上，导管、木射线和纤维中均有明显的铜元素分布，但分布不均匀，以导管和木射线中分布居多：纤维中分布较少。在导管和木射线中，CuAz防腐剂黏附在这些细胞腔壁上。由图 1B和图 1E可知：CuAz防腐剂填充至木射线细胞中。由图 1C和图 1F可知：CuAz防腐剂渗透进入纤维细胞壁中。上述分析表明，CuAz防腐剂具有很好的渗透性，能很好地进入到导管、木射线和纤维细胞的细胞腔和细胞壁中。
图 1 铜元素在纤维化单板横切面上的分布
Figure 1. Distribution of Cu element on the tangential section of fibrotic veneer
对CuAz防腐剂处理后纤维化木单板中各元素相对含量测定可知（表 1）：木射线中铜元素相对含量最高（2.57%），约纤维中的3.5倍。原因可能是与纤维细胞相比，壁厚腔大的导管和壁薄腔大的木射线的细胞壁上纹孔多，有利于防腐剂的渗透。
表 1 防腐浸渍处理纤维化木单板的元素相对含量
Table 1. Element content of CuAz treated fibrotic veneer
部位 碳/% 氧/% 铜/% 导管 71.38 29.19 1.42 木射线 71.54 25.88 2.57 纤维 72.56 26.71 0.73 -
图 2是防腐重组木的红外光谱（FTIR）图，其中素材为杨木，对照组为未经过防腐处理的重组木，常压防腐为常压防腐处理的重组木，真空防腐为真空防腐处理的重组木。由图 2可知：防腐重组木1 740 cm-1附近吸收峰的减弱，表明半纤维素的羧基发生变化，原因可能是热压过程中半纤维素的降解和CuAz与半纤维素之间进行配体交换形成络合物[8-9]。木质素上的部分官能团也易与CuAz反应生成新的化合物。代表芳香族骨架振动的1 510和1 423 cm-1附近吸收峰的降低，表明CuAz与芳香环上的C＝C发生了反应[10]。1 333 cm-1附近的酚羟基面外振动吸收峰减弱，表明酚羟基参与了木质素-铜络合物的形成。红外光谱分析表明：CuAz防腐剂与纤维化木单板中细胞壁的半纤维素和木质素发生了络合反应。
图 2 防腐重组木的红外光谱图
Figure 2. FTIR images of the CuAz treated scrimber
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从图 3可知：经CV菌和GT菌侵染12周后，杨木素材的平均质量损失率达90%以上，未经防腐处理的重组木对照组试样平均质量损失率在15%以上，而经过常压浸渍和真空浸渍防腐处理的重组木平均质量损失率均低于10%，达到Ⅰ级强耐腐等级。表明经过CuAz防腐剂处理的重组木具有优异的耐腐性能。CV菌腐朽下（图 3A），常压防腐重组木的平均质量损失率为5.71%，比真空防腐重组木和对照重组木分别降低3.38%和65.41%。GT菌腐朽下（图 3B），真空防腐重组木的平均质量损失率为6.07%，比常压防腐重组木和对照重组木分别降低5.75%和60.27%。相比而言，真空防腐重组木抗CV菌腐朽性能小于常压防腐重组木，抗GT菌腐朽性能大于常压防腐重组木。
图 3 防腐重组木的质量损失率
Figure 3. Mass loss of CuAz treated scrimber
重组木以纤维化单板为基本单元，经过施加酚醛树脂胶黏剂后组坯胶压而成。研究表明：由酚醛树脂浸注处理后的木质材料具有很好的耐腐性能[11]。木材经过疏解，除导管等重要的渗透路径外，其中大部分薄壁细胞的胞壁也被破坏，有利于防腐剂进入导管、木射线和纤维的细胞壁中，并与细胞壁物质反应生成铜络合物不易流失，可有效抑制腐朽菌的生长和繁殖，对提高重组木的耐腐性能有利。
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如图 4所示：重组木经过常压浸渍和真空浸渍防腐剂处理，吸水率（WAR）、吸水厚度膨胀率（TSR）和吸水宽度膨胀率（WSR）均低于未经防腐处理的重组木对照组，表明经过CuAz防腐剂处理的重组木具有更优的耐水性能。真空防腐重组木的WAR、TSR和WSR分别为34.76%、31.21%和5.15%，比常压防腐重组木分别降低了13.30%、8.80%和5.33%，可见真空防腐重组木的耐水性能比常压防腐重组木更优异。其主要原因是：CuAz防腐剂的铜离子与半纤维素的羧基发生作用形成铜-羧酸盐络合物，与木质素的酚羟基进行反应形成“氮-铜-氧”络合物，减少重组木的吸水性基团，提高重组木的耐水性能；真空状态下，材料内部的空气被抽出，更有利于防腐剂进入木材细胞壁内与细胞壁组分进行络合反应，因此真空防腐的耐水性能比常压防腐木更优异。
图 4 铜唑防腐剂对重组木耐水性能的影响
Figure 4. Effect of CuAz preservative on the water resistance of scrimber
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秦韶山等[12]研究发现：经CuAz防腐处理的竹材弹性模量无显著变化，静曲强度稍有降低。金菊婉等[13]则发现：CuAz防腐处理竹材定向刨花板，静曲强度低于对照试板，弹性模量有所增加。本研究发现：不同防腐工艺处理的重组木静曲强度相比对照组有不同程度的下降（图 5A），其中常压防腐重组木下降了20.07%，真空防腐重组木下降了10.13%；弹性模量有所提高（图 5B），其中常压防腐重组木提高了1.84%，真空防腐重组提高了7.48%。表明铜唑防腐剂处理对重组木的抗弯强度有一定影响。
图 5 铜唑防腐剂对重组木力学性能的影响
Figure 5. Effect of CuAz preservative on the mechanical properties of scrimber
水平剪切强度反映了材料在短梁剪切力作用下的胶合性能。由图 5C可知：常压防腐重组木和真空防腐重组木的水平剪切强度均高于对照组；同时，真空防腐重组木的水平剪切强度比常压防腐重组木表现优异，前者比后者增加了1.70%。表明铜唑防腐剂处理提高了重组木的水平剪切强度。
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本研究利用水溶性CuAz防腐剂对杨木纤维化单板进行常压和真空浸渍处理，分析CuAz防腐剂对重组木化学组分、防腐性能和物理力学性能的影响。微观结构和红外光谱研究发现：CuAz防腐剂具有很好的渗透性，能很好地进入杨木纤维化单板的导管、木射线和纤维等细胞的细胞腔和细胞壁中，并与细胞壁的半纤维素和木质素发生络合反应。经过12周的白腐菌侵蚀，常压防腐和真空防腐重组木的质量损失率均小于10%，比未防腐处理的重组木分别减少了65.41%和64.20%，达到强耐腐等级；经过12周的褐腐菌侵蚀，常压防腐和真空防腐重组木的质量损失率均小于10%，比未防腐处理的重组木分别减少了57.85%和60.27%，达到强耐腐等级。经过真空防腐处理的重组木，其物理力学性能最优异，吸水率和吸水厚度膨胀率比未防腐处理的重组木分别降低了19.24%和13.67%，弹性模量和水平剪切强度比未防腐处理的重组木分别提高了7.48%和10.39%。
因此，CuAz防腐剂处理重组木，不仅可提高重组木耐腐性能，而且能改善其物理力学性能，对拓宽重组木的户外应用具有十分重要的意义。
Effects of CuAz preservative on the antiseptic performance and physical and mechanical properties of poplar scrimber
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摘要:
目的 探讨铜唑（CuAz）防腐剂对重组木化学组分、防腐性能和物理力学性能的影响，以提高重组木的户外耐久性。 方法 采用水溶性CuAz防腐剂对杨木纤维化单板进行常压和真空浸渍处理，以酚醛胶为胶黏剂压制防腐重组木。 结果 CuAz防腐剂能进入导管、木射线和纤维等细胞的细胞腔和细胞壁中，并与细胞壁的半纤维素和木质素发生络合反应。经过白腐采绒革盖菌Coriolus versicolor和褐腐密黏褶菌Gloeophyllum trabeum 12周侵蚀，防腐重组木的质量损失率均小于10%，达到强耐腐等级。防腐重组木的吸水率、吸水厚度膨胀率和吸水宽度膨胀率均低于未经防腐处理的重组木。同时，防腐重组木的弹性模量和水平剪切强度优于未经防腐处理的重组木，但静曲强度相比对照组有所降低。 结论 CuAz防腐剂处理重组木，可提高重组木耐腐性能，改善其物理力学性能。 Abstract:Objective The research aim is to improve the outdoor durability of scrimber. Method Water-soluble CuAz preservative was used to impregnate poplar fibrous veneer by means of atmospheric pressure and vacuum-pressure, respectively. The effects of CuAz preservative on chemical composition, antiseptic performance and physical and mechanical properties of scrimber were investigated. Result CuAz preservative could enter the cell lumen and cell wall of vessel, wood ray and fiber, and complexed with hemicellulose and lignin of cell wall. After 12 weeks of decay test by Coriolus versicolor and Gloeophyllum trabeum, the mass loss rate of the antiseptic scrimber was less than 10%, reaching the grade of strong decay resistance. The water absorption rate, thickness swelling rate and width swelling rate of antiseptic scrimber were lower than those of untreated scrimber. The modulus of elasticity and horizontal shear strength of anticorrosive scrimber were higher than those of untreated scrimber, while the static bending strength of antiseptic scrimber was lower than that of control scrimber. Conclusion Water-soluble CuAz preservative can improve the scrimber's antiseptic performance and physical and mechanical properties. -
树节是树木生长中的正常生理现象，往往存在于树干内部，在用材中统称为节子[1]。节子一般可分为健全节和疏松节，健全节是由活树枝形成，它与树干木质部连接较为紧密，因此基本不影响木材抗压强度和质量，在外观上，其颜色与周围正常的木材相似[2]；疏松节是指枝条死亡后被木质部包合起来的部分，这些部分严重破坏了木材内纤维的连续性，导致应力的大量集中，极大地降低木材的强度与抗弯性，影响木材的质量及其加工性能。因此，节子不仅严重影响了木材质量[3-5]和林木产品的利用率[6-7]，还会影响树木的材质[8-9]。对节子内部属性和发育规律的研究将有助于了解节子生长过程中的变化规律。有研究表明：节子的大小随着节子着生高度的增加呈先增加后减小的趋势[10-11]，并与枝条着生角度成反比[12]。WANG等[13]对不同种植密度下西南桦Betula alnoides的节子特征进行研究发现：高密度种植能有效减小节子基径。HEIN等[14]利用人工修枝与自然整枝条件下的白蜡树Fraxinus excelsior和欧洲槭Acer pseudoplatanus的枝条数据进行分析，发现枝条基径和树干径向生长速率对枝条预测模型的建立起重要作用。陈东升等[15]以落叶松Larix gmelinii人工林为研究对象，建立了落叶松人工林节子模型。贾炜玮等[16]采用混合模型对红松Pinus koraiensis人工林树干内部活节、未包藏死节和包藏死节的体积进行了较好地拟合。然而，中国目前对于节子形成规律及特征的研究主要集中在北方针叶树种，对于南方阔叶树种的研究还较少。米老排Mytilaria laosensis为金缕梅科Hamamelidaceae壳菜果属Mytilaria的常绿阔叶乔木，主要分布于中国云南、广西、广东等省份及东南亚越南、老挝等国，是上述地区的优良速生树种[17]，具备材质优良、结构细腻、生长迅速等特点，多用于制造高等家具。但由于其树冠部分枝条较多，自然整枝能力较弱，导致树干上的枯枝无法及时脱落，极大地降低了该树种的质量。若这部分枯枝得不到及时清理，将会逐渐被树干的形成层包裹，形成死节，降低木材可利用率和木材等级[18]。目前，关于米老排的研究主要集中在生物量模型[19]、种苗培育[20]、碳储量[21]、枝条发育规律[22]和凋落物[23]等方面，关于米老排节子分布和发育规律方面研究较为缺乏。据此，本研究通过研究米老排节子时空分布规律，建立节子变色长度预测模型，为米老排无节大径材的培育提供科学依据。
1. 材料与方法
1.1 试验地概况
中国林业科学研究院热带林业实验中心(22°11′N，106°75′E)地处广西最南部，与越南谅山市接壤，试验区下设哨平、青山、伏波和白云4个分场。米老排人工林位于青山分场，海拔约440 m。该地区属于亚热带季风气候，雨量充沛，夏无酷热，冬无严寒，年平均气温为 22.5 ℃，年平均降水量约1 210 mm，雨季集中在4—10月，约占全年降水量的3/4，全年无霜期约345 d，年平均日照约1 620 h。土壤主要为砖红壤，呈酸性(pH 4.5)，土壤有机质质量分数为24.65 g·kg−1，全氮质量分数为1.02 g·kg−1，全磷质量分数为 0.47 g·kg−1，有效氮质量分数为117.20 mg·kg−1，有效磷质量分数为1.20 mg·kg−1，有效钾质量分数为84.20 mg·kg−1。
1.2 研究方法
1.2.1 样地调查
米老排人工林建于2008年，采用来源于同一优良母树的种子培育的实生苗进行造林，初始种植密度为1 667 株·hm−2(株行距2 m×3 m)，该样地在培育过程中没有进行间伐和施肥等处理。2019年2月，在该样地中设置了5块20 m×30 m的标准地，对每块样地内的米老排进行编号，并测定每棵树的胸径、树高、枝下高、冠幅等因子。各样地调查数据如表1所示。
表 1 米老排人工林各样地概况Table 1 Information of different sampled plots of the M. laosensis plantation样地号 面积/
hm²平均树
高/m平均胸
径/cm平均枝
下高/m平均冠
幅/m坡向 坡度/
(°)M601 0.06 17.8 18.1 5.3 6.8 阳 25 M602 0.06 17.5 17.2 4.9 7.5 半阳 28 M603 0.06 19.4 17.8 4.5 7.9 阳 23 M604 0.06 17.7 18.1 4.5 6.2 半阳 31 M605 0.06 18.4 17.9 4.8 6.4 半阳 22 1.2.2 数据收集
依据每木检尺数据，在每个标准地中分别选出1株优势木、1株亚优势木和2株标准木进行节子解析试验，共计20株。用喷漆标记树干的北方向位置，并用胸径尺测定其胸径后，用油锯将样树伐倒，再次测定其树高、枝下高和冠幅等因子(表2)。以2 m为区分段，用油锯进行切割，分别统计整株节子的数量及其所在高度。随后，将各区分段有节子的部分锯切成 20~30 cm 的圆盘，随后使用油锯沿节子中心部分进行纵切，得到节子剖面(图1)，抛光至清晰，最终得到1101个完整的节子。
表 2 取样树信息Table 2 Summary sampled tree statistics项目 树高/m 胸径/cm 枝下高/m 冠幅/m 数值范围 17.1~22.8 17.7~25.3 4.5~8.8 6.5~10.4 平均值 19.5 21.4 6.9 8.6 标准差 3.9 4.2 1.2 2.3 1.2.3 节子变色长度预测模型的构建
将所测定的节子指标作为自变量(x1~x4)，节子变色长度为因变量(y)。进行逐步回归分析，筛选出影响节子变色长度的关键因素。并构建多元线性归回模型：y=a0+a1x1+a2x2+a3x3+a4x4，其中a0、a1、a2、a3、a4为参数。
1.3 数据处理与分析
采用SPSS 25.0对数据进行统计分析，使用最小显著性差异法(LSD)进行多重比较，显著性水平为α=0.05，用Excel制表，利用Origin软件制图。
2. 结果与分析
2.1 米老排节子的时间分布特征
图2显示：米老排大多数枝条在第1~2年开始生长；大量枝条在第3~4年死亡，较少会在第5~8年死亡；第5~8年是节子愈合的高峰期，约占所有节子的87.2%，少部分节子会在第9年痊愈。在枝条死亡脱落后，枝条周围的形成层逐渐将树干内部的枯枝残留包围形成节子，76.7%的节子需要3~6 a的时间才能完全包裹，而能在1~2 a被完全包裹的节子数量较少，仅为10.4%，12.9%的节子需要7 a以上的时间才能完成包裹。
2.2 米老排节子的垂直分布特征
如图3所示：在垂直水平上，米老排节子数量随树干高度增加呈先上升后下降的趋势。以2.0 m为区分段，在树干高度为2.0~4.0 m内节子数量百分比最高，约占整株节子总数的17.8%。在2.0~4.0 m之后，随着高度的增加，节子数量开始逐渐减少。从节子数量累计百分比看，61.9%节子集中在0~8.0 m。
2.3 米老排节子的变色特征
2.3.1 节子直径对变色长度的影响
由表3可知：节子的平均变色长度达102.5 mm。由图4可知：节子的变色长度与节子直径呈正比。除直径40.0~50.0 mm与直径50.0~60.0 mm间的节子变色长度无显著差异外，其他不同节子直径间变色长度均存在显著差异(P＜0.05)。节子直径为0~10.0 mm时节子平均变色长度最小，仅为58.4 mm，而当节子直径为50.0~60.0 mm时，节子平均变色长度最大，为136.0 mm。
表 3 节子信息表Table 3 Sample branch description for M. laosensis项目 分枝角度/(°) 枝条死亡
年龄/a节子愈合所
需时间/a节子着生
高度/m节子直径/mm 变色长度/mm 枝条出现
年龄/a节子愈合
年龄/a死节长度/mm 范围 12.9~88.5 2~8 1~10 0.1~18.4 4.7~59.1 17.2~189.6 1~7 3~11 1.4~148.5 平均值 54.1 2.6 4.6 6.8 23.7 102.5 1.1 7.3 51.1 标准差 10.0 0.8 1.6 4.6 8.1 21.1 0.4 1.5 26.1 2.3.2 分枝角度对变色长度的影响
由图5可见：米老排节子变色长度随着分枝角度的增加，呈先增大而后减小的趋势，其中节子分枝角区间在80.0°~100.0°的节子变色长度显著小于其他分支角区间(P＜0.05)。当节子的分枝角度在80.0°~100.0°内时，节子平均变色长度最小，仅为60.0 mm；当分枝角度在20.0°~40.0°内时，节子平均变色长度最大，达110.2 mm。
2.3.3 节子愈合时间对变色长度的影响
由图6可见：米老排节子变色长度与愈合时间呈正相关，且当节子愈合时间不超过6 a时，变色长度随愈合时间的增加而缓慢增大，而当愈合时间超过6 a，变色长度随愈合时间的增加增速变快。
2.3.4 变色长度预测模型的构建
将枝条出现年龄、枝条死亡年龄、节子愈合时间、分枝角度、死节长度、节子着生高度以及节子直径等7个指标作为自变量，与节子变色长度进行逐步回归分析，得到描述节子变色长度(yDL)的最优模型：yDL=24.388+1.729xKD+0.350xDBL−6.635xYB+5.451xOT。其中：xKD为节子直径，xDBL为死节长度，xYB为枝条出现年龄，xOT为节子愈合时间。模型中各参数均具有统计学意义，模型的R2为0.649(表4)。模型的残差分布均匀，表明方程模拟效果较好(图7)。
表 4 节子变色长度模型参数估计值和拟合统计量Table 4 Estimated parameter values and fitted statistics values of discoloration length model参数 估计值 标准差 t P 残差平方和 R² a0 24.388 2.830 8.619 0.057 371 405.423 0.649 a1 1.729 0.064 26.968 0.000 a2 0.350 0.023 14.927 0.000 a3 −6.635 1.485 −4.467 0.000 a4 5.451 0.395 13.805 0.000 说明：a0是常数，a1、a2、a3和a4分别是模型中节子直径、 死节长度、枝条出现年龄和节子愈合时间的参数 3. 讨论
3.1 米老排节子的时空分布特征
本研究发现：米老排枝条在第2~4年达到死亡的高峰期，树木上枯枝残留在后期被树干完全包裹形成节子。而水曲柳Fraxinus mandshurica节子形成高峰期在第6~15年[24]，格木Erythrophleum fordii在第11~20年是控制节子的关键时期[25]。这些差异主要来源于以下几个原因：一是树种差异，不同树种之间树干径向生长速率不同[13]；二是生长立地条件不同，在高密度种植情况下，不同个体之间竞争有限的周围环境资源，会导致个体分配到枝条生长的能量受到影响[26]。本研究将枝条死亡年龄作为米老排修枝的判断依据，在米老排人工林生长第2~4年可对其进行首次修枝。
树干上的枝条死亡后，死枝残桩有时会残留在树干内，阻止树干外部的愈合，延长了枝条愈合所需时间，增大树干内部与外界水分和真菌等接触的时间，从而增加了木材内部受到侵染而发生腐坏的概率[27]。本研究发现：米老排人工林多数节子愈合需要3~6 a，甚至更长的时间。有研究表明：节子愈合时间与节子的直径呈正比[28]，与树干径向生长速率呈反比[12]，因此，可适当对林木进行间伐或者施肥等措施，以促进树干的径向生长速率，缩短节子愈合所需时间。在米老排垂直分布上，其半数以上节子主要集中在树高8.0 m以下部分，这一结果与楸树Catalpa bungei[29]、水曲柳[24]的研究结果相似，据此可以将8.0 m作为米老排修枝的参考高度。
3.2 米老排节子的变色特征
在本研究中：节子变色长度随节子直径的增大而增大，当节子直径不超过50.0 mm时，节子变色长度会随着节子直径的增加而显著增大。关追追等[30]研究发现：当水曲柳节子直径超过15.0 mm时，节子变色长度会随着节子直径的增加而明显增大。而DǍNESCU等[31]认为：欧亚槭Acer pseudoplatanus节子直径超过50.0~60.0 mm时，木材变色率才会明显提高。说明米老排人工林节子在真菌等微生物侵染的情况下更容易发生变色。节子变色长度随分枝角度的增加而减小，且在本研究中当分枝角度大于60.0°时，节子变色长度随分枝角度的增加而显著降低。这与对西南桦[32]的研究结果一致，而与水曲柳[24]的研究结果相反。在本研究中，米老排节子愈合时间超过6 a时，变色长度明显增大。本研究运用逐步回归分析，筛选出节子直径(xKD)、死节长度 (xDBL)、枝条出现年龄(xYB)和节子愈合时间(xOT) 4个关键因子，得到描述节子变色长度(yDL)的最优模型：yDL=24.388+1.729xKD+0.350xDBL−6.635xYB+5.451xOT，相关性达到了极显著水平(P＜0.01)。计算结果与实际测量结果之间差异极小，因此可以利用该模型预测米老排枝条形成节子后对木材的影响状况。下一步研究可以对不同年龄、密度和立地条件的林分进行取样分析。
4. 结论
米老排人工林在自然整枝条件下，大多数枝条的死亡时间在第2~4年，节子愈合年龄主要集中在第5~8年。节子直径、节子愈合时间、死节长度和枝条出现年龄是决定节子变色长度的关键因子。当节子直径在不超过50.0 mm和愈合时间不超过10 a时，节子变色长度均随直径和年龄的增加显著增加。因此，为了减少节子变色长度，提高米老排木材的质量和出材率，可以在米老排生长的第2~4年，对树干8.0 m以下的米老排人工林进行首次修枝。
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图 1 铜元素在纤维化单板横切面上的分布
Figure 1 Distribution of Cu element on the tangential section of fibrotic veneer
图 4 铜唑防腐剂对重组木耐水性能的影响
不同小写字母表示差异显著(P < 0.05)
Figure 4 Effect of CuAz preservative on the water resistance of scrimber
图 5 铜唑防腐剂对重组木力学性能的影响
不同小写字母表示差异显著(P < 0.05)
Figure 5 Effect of CuAz preservative on the mechanical properties of scrimber
表 1 防腐浸渍处理纤维化木单板的元素相对含量
Table 1. Element content of CuAz treated fibrotic veneer
部位 碳/% 氧/% 铜/% 导管 71.38 29.19 1.42 木射线 71.54 25.88 2.57 纤维 72.56 26.71 0.73 
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https://zlxb.zafu.edu.cn/article/doi/10.11833/j.issn.2095-0756.2020.01.022
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