落叶松木材管胞微力学性质变异性研究

《落叶松木材管胞微力学性质变异性研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、摘要本研究以落叶松（Larix）木材作为研究材料，分析了落叶松微力学在株内和无性系间的变异，获得了落叶松木材管胞力学性能在树木径向、纵向和无性系间的变异规律,为完善落叶松木材细胞壁力学研究，解释宏观力学复杂行为提供了科学依据。主要结论如下：（1）长白落叶松单根管胞拉伸弹性模量、拉伸强度和断裂伸长率在早晚材间差异极显著（0.01水平），晚材单根管胞的拉伸力学性能大于早材；长白落叶松单根管胞力学性质均随着年轮的增加而增加。方差分析表明长白落叶松单根管胞弹性模量和拉伸强度在年轮间的变异极显著（0.01水平），断裂伸长率在年轮间的差异不显著；单根管胞拉伸的弹性模量和拉伸强度在树木高度上的变异性极显

2、著（0.01水平），断裂伸长率在树木高度上的变异不显著。（2）日本落叶松无性系幼龄材早材单根管胞拉伸弹性模量、拉伸强度和断裂伸长率的均值分别为11.44GPa、616.59Mpa和6.54%，相应的变异系数为26.97%、26.26%和23.17%。方差分析表明日本落叶松幼龄材早材单根管胞拉伸弹性模量和管胞断裂伸长率在无性系间差异极显著（0.01水平），拉伸强度在无性系间差异不显著；株内早材单根管胞拉伸弹性模量、拉伸强度和管胞断裂伸长率在年轮间差异显著。对日本落叶松无性系幼龄材早材单根管胞拉伸力学性能进行遗传参数估计，单根管胞弹性模量和断裂伸长率的重复力分别是0.79和0.57，属于中度到

3、强度遗传控制，无性系早期选择及材性遗传改良潜力较大。（3）长白落叶松晚材管胞次生壁的弹性模量和硬度均值分别为16.32GPa、391.55MPa，复合胞间层的弹性模量和硬度均值分别为8.47GPa、285.90MPa；长白落叶松晚材管胞次生壁弹性模量和硬度在纵向呈现随着树干增高而减少的变异趋势，硬度减小的幅度小于弹性模量；长白落叶松成熟材晚材管胞次生壁的弹性模量比幼龄材大10.8%，而硬度则比幼龄材大9%。长白落叶松晚材管胞不同壁层的弹性模量与硬度存在着显著的线性相关。（4）日本落叶松细胞壁的弹性模量和硬度在无性系间存在差异。方差分析结果表明，弹性模量未达到显著性差异水平，硬度在无性系间差

4、异显著（0.05水平）。日本落叶松管胞次生壁S2层的硬度受到强度遗传控制，为开展落叶松实体木材的材性改良提供了细胞学依据。关键词：落叶松；管胞力学；单纤拉伸；纳米压痕；株内变异；无性系TheVariabilityofMechanicalPropertiesofTracheidsofLarixolgensiPlantationAbstractSoftwoodsareusuallytreatasthemodelmaterialfortheirssimplemicrostructure.Singlefibertensileandnanoindentorwereusedtoinvestigatet

5、hemechanicalofcellwall.ThevariationinatreeandclonesofthemechanicalpropertyofLarixwoodtracheidswereresearched.ThevariationwasstudiedofsingletracheidsofLarixfromthepointofviewofbiomechanics.Theresearchofmechanicalbehaviorofmulti-tracheidsnotonlyperfectsmechanicalresearch,butalsocanexplainthecomplexb

6、ehavioroftracheidsofLarixolgensi.Themainresearchresultsweresummarizedasfollowing:(1)Themodulusofelasticity,tensilestrengthandbreakingelongationofsingletracheidsoflaterwoodweresignificantlygreaterthanearlywoodofLarixolgensi(at0.01level).Themodulusofelasticity,tensilestrengthandbreakingelongationofs

7、ingletracheidsshowedsignificantdifferencesamongdifferentgrowthringswithasingletree（at0.01level）.Themodulusofelasticityandtensilestrengthofsingletracheidsshowedsignificantdifferencesamongdifferentheightofasingletr