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本研究从生物矿化的角度出发,选取3棵15年生的直干桉(Eucalyptus maideni)活立木为研究对象(一棵注射硅酸钠溶液,一棵注射氯化钙溶液,还有一棵素材做对比试验),进行生物矿化人工模拟实验,并分析其微观结构和力学性能,主要研究结论如下:
(1)未注射任何溶液的直干桉活立木的轴向薄壁细胞和木射线中不含有晶体及硅石。
(2)注射了硅酸钠溶液后的直干桉活立木的轴向薄壁细胞和木射线中偶有少量硅石颗粒,其导管细胞、轴向薄壁细胞和木射线中与素材相比多了许多填充物。
(3)注射了氯化钙溶液后的直干桉活立木的轴向薄壁细胞和木射线中偶有少量小晶体存在,其导管细胞、轴向薄壁细胞和木射线中与素材相比也多了许多填充物。
(4)注射了氯化钙或是硅酸钠溶液,在端面、径面和弦面上硬度与素材相比均有较大幅度的提高,而注射了氯化钙溶液的直干桉活立木的硬度在端面、径面和弦面上要比注射了硅酸钠溶液的直干桉活立木硬度提高的幅度都大。
(5)注射了硅酸钠溶液的直干桉活立木在底部顺纹抗压强度有所下降,而在中部和顶部顺纹抗压强度又有所上升;注射了氯化钙溶液的直干桉活立木的顺纹抗压强度在各个部位都有比较显著的提高。注射了氯化钙溶液的直干桉活立木的顺纹抗压强度在树干底部和中部要比注射了硅酸钠溶液的直干桉活立木的顺纹抗压强度提高的幅度大,而在顶部提高的幅度却小。
(6)注射了氯化钙或是硅酸钠溶液,在底部、中部和顶部上抗弯强度均有较大幅度的提高,而注射了氯化钙溶液的直干桉要比注射了硅酸钠溶液的直干桉抗弯强度提高要大。
(7)注射了氯化钙或是硅酸钠溶液,在底部、中部和顶部上抗弯弹性模量均有较大幅度的提高,而注射了硅酸钠溶液的直干桉的抗弯弹性模量要比注射了氯化钙溶液的直干桉抗弯弹性模量提高幅度大。
从实验后的直干桉木材的力学性质上来看,对活立木进行注射式生物矿化的人工模拟虽然没有伐倒木增容率大,但是效果仍然是非常明显的,说明人工模拟的实验是成功的、可行的。