CN114679976B

CN114679976B - 一种木兰古树修复保护方法

Info

Publication number: CN114679976B
Application number: CN202210220090.XA
Authority: CN
Inventors: 闫会玲; 李仁娜; 王亚玲; 丁芳兵; 令狐昱慰; 樊璐; 叶卫
Original assignee: XI'AN BOTANICAL GARDEN OF SHAANXI PROVINCE
Current assignee: XI'AN BOTANICAL GARDEN OF SHAANXI PROVINCE
Priority date: 2022-03-08
Filing date: 2022-03-08
Publication date: 2023-03-07
Anticipated expiration: 2042-03-08
Also published as: CN114679976A

Abstract

本发明公开了一种木兰古树修复保护方法，属于古树保护技术领域，所述方法步骤如下：(1)除腐：将木兰古树洞壁内腐烂组织和已变质的木质部清理干净，对创面进行打磨，形成光滑的硬质表面；(2)消毒：打磨后的树洞表面干燥后用5wt％的季铵铜溶液消毒；(3)涂膜：采用熟桐油与木炭粉的混合物刷涂树洞，干燥后再次刷涂；(4)填充：将涂膜后的树洞干燥1‑2天后，采用填充剂填充树洞，填充量低于韧皮部1‑1.5cm；(5)表面处理：填充完成的树洞表面覆一层无纺布或棉布，表面刷涂一层环氧树脂和聚酰胺树脂混合液，主要用于类似秦岭等环境湿度大的、雨水较多的地方的木兰古树修复。

Description

一种木兰古树修复保护方法

技术领域

本发明涉及古树保护技术领域，尤其涉及一种木兰古树修复保护方法。

背景技术

木兰是著名的观赏植物，属于大乔木，与其他科植物组成森林上层的优势树种，在维持生态平衡方面起着重要的作用，木兰树干通直，生长迅速，材质优良，属于珍贵的林业用材树种，有些还具有珍贵的药用价值。秦岭是我国南北气候和植物区系的分界线，我国温带、亚热带野生观赏植物集中分布区，索有“植物种质基因库”之盛誉，秦岭自然分布的木兰种类不多，只有武当木兰和望春木兰两个品种。在野外调查发现中，秦岭北坡的具有500-1500年的木兰古树，零星分布，很多居群仅以单株生长在崖壁、河道边等条件恶劣、随时都会被自然或人力破坏的生境中，因得不到相应的保护，随时都有灭绝的危险。且发现的木兰古树大多有病虫害或树干腐烂等威胁木兰古树健康的问题，因此急需对古树进行抢救。

目前对古树的保护和复壮措施主要包括了修建防护栏、修剪枯枝病枝、施肥、病虫害防治、修补等措施，这些措施的综合应用，很好地预防了古树可能出现的不良状况，增强了它们的生命力。但是目前秦岭的木兰古树树势衰弱导致病虫害侵袭，同时伤口长久不愈合，雨水经伤口流入树体内，木质部长期受雨水浸渍且环境湿度大，伤口逐渐腐烂，形成树洞，极大的破坏了输导组织，严重削弱树势，降低了枝干的坚固性及负载能力，加剧了树木老化，使濒危的木兰古树生存更加严峻。目前常用的一些修补技术如水泥、砖石修补法中的水泥砂浆与树木活体组织结合性较差，通常修复几年后树洞口周边的活细胞形成环状愈合结痂，会向外推动和挤压已经凝固的水泥块，进而形成缝隙甚至使水泥块翘曲突出，破坏古树整体造型，更严重的会带来进一步伤害，而传统的环氧树脂发泡剂填充法会因时间的流逝逐渐硬化收缩，内部形成空腔，进一步造成古树内部积水，造成组织腐烂，因此，急需一种针对木兰古树树洞的修复方法，尤其是适用于类似于秦岭等地理环境的内存在的古树。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种木兰古树修复保护方法，主要用于对类似秦岭等环境湿度大的、雨水较多的地方的木兰古树进行修复保护。

本发明通过以下技术手段解决上述技术问题：

(1)除腐：将木兰古树洞壁内腐烂组织和已变质的木质部清理干净，对创面进行打磨，形成光滑的硬质表面；

(2)消毒：打磨后的树洞表面干燥后用5wt％的季铵铜溶液消毒；

(3)涂膜：采用熟桐油与木炭粉的混合物刷涂树洞，干燥后再次刷涂；

(4)填充：将涂膜后的树洞干燥1-2天后，采用填充剂填充树洞，填充量低于韧皮部1-1.5cm；

(5)表面处理：填充完成的树洞表面覆一层无纺布或棉布，表面刷涂一层环氧树脂和聚酰胺树脂混合液。

进一步，修复保护方法适合木兰古树的侧洞、夹缝洞、全开放洞、朝天洞以及非对穿洞的修复。

进一步，所述无纺布或棉布用熟桐油浸泡后晾干使用。

进一步，所述环氧树脂和聚酰胺树脂按照1：1的质量比混合使用。

进一步，所述表面处理步骤处理完之后进行仿真步骤，于修复处刷涂与树皮近似的色料，同时勾画出与木兰古树树皮相近的纹路。

进一步，所述填充剂的原料包括：魔芋葡甘聚糖、辛烯基琥珀酸淀粉酯、丙烯酰胺、活性炭粉、N,N-亚甲基双丙烯酰胺、异丁醇、桦树汁、硬脂酸钠、硅藻粉、柠檬酸。

进一步，所述填充剂的原料质量份如下：10-30份魔芋葡甘聚糖、5-8份辛烯基琥珀酸淀粉酯、20-40丙烯酰胺、3-5份活性炭粉、0.5-3份N,N-亚甲基双丙烯酰胺、0.2-1份异丁醇、8-15份硬脂酸钠、12-16份硅藻粉、0.2-0.5份柠檬酸。

木兰古树由于生长时间较长、树势较差，因此需要一次性修复成功，因此对修复剂的要求更高。本发明制备的修复剂添加有桦树汁，与木兰古树亲和性较高，且内部含有丰富的营养物质，有利于古树木质部的恢复，且进一步加强了填充剂的亲和性。除此之外，本发明制备的填充剂收缩性与木兰古树大致相同，不会在夏季高温的情况下出现热胀，膨出树洞或挤压树洞的情况，也不会在冬季出现收缩，形成裂缝或空隙的情况。

进一步，所述填充剂的制备方法如下：

(1)将丙烯酰胺与桦树汁混合加热至40-50℃，搅拌至丙烯酰胺完全溶解，加入活性炭粉，搅拌均匀，得到丙烯酰胺溶液；

(2)将魔芋葡甘聚糖与15-20wt％的乙醇溶液混合后加入辛烯基琥珀酸淀粉酯，于55-60℃共混搅拌30-60min，取出于冷冻、粉碎，得到魔芋葡甘聚糖粉末；

(3)将魔芋葡甘聚糖粉末与丙烯酰胺溶液混合搅拌均匀后加入N,N-亚甲基双丙烯酰胺、硬脂酸钠、柠檬酸快速搅拌均匀后加入硅藻粉、异丁醇，水浴加热至60-70℃、搅拌20-30min后得到填充剂。

魔芋葡甘聚糖与丙烯酰胺反应生成发泡物，但是该发泡物具有一定的吸水性且收缩性较大，因此需要对其进行改性处理，防止收缩后形成缝隙或下雨天使洞内潮湿。辛烯基琥珀酸淀粉酯与魔芋葡甘聚糖混合加热后形成相互交缠的、稳定的透明胶状物质能与丙烯酰胺混合更均匀，且在硬脂酸钠和异丁醇的作用下形成发泡物。除此之外，辛烯基琥珀酸淀粉酯与硬脂酸钠在柠檬酸的作用下起到协同作用，减少魔芋葡甘聚糖与丙烯酰胺对水的亲和性，结合辛烯基琥珀酸淀粉酯烯基长链的疏水作用，进一步降低填充剂的吸水性。辛烯基琥珀酸淀粉酯、硬脂酸钠、硅藻粉对魔芋葡甘聚糖、丙烯酰胺的改性后还可以提高稳定性，降低收缩率，而添加的适量的硅藻粉，也可以起到支撑作用，防止其收缩。

进一步，修复的树洞为所述的全开放树洞、朝天洞、非对穿树洞时，于步骤(3)中还需要加入木屑，与硅藻粉同时加入，搅拌均匀后得到填充剂，用于修复树洞。

由于全开放树洞、朝天洞、非对穿树洞的树洞内体积较大，仅采用填充剂容易造成填充物未干燥时塌陷的问题，因此，在上述几种情况时，需要在原料中添加一定量的木屑且不能一次完成填充，需要逐次逐量完成填充，促使填充剂干燥过程中与粗糙的木屑紧密的连接在一起，使木屑起到支撑作用。

有益效果：

本发明公开的修复保护方法尤其适用于类似秦岭等环境湿度大的、雨水较多的地方的木兰古树修复。使用的修复剂与木兰古树亲和性更强，且收缩性与木兰古树大致相同，不会出现收缩热胀等能导致形成裂缝或空隙的情况，防止雨水浸渍形成腐烂。

具体实施方式

以下将结合具体实施例对本发明进行详细说明：

实施例1：木兰古树修复

本实施例需要制备填充剂，按照以下质量称取原料：

30g魔芋葡甘聚糖、8g份辛烯基琥珀酸淀粉酯、40g丙烯酰胺、5g活性炭粉、3gN,N-亚甲基双丙烯酰胺、1g异丁醇、15g硬脂酸钠、16g硅藻粉、0.5g柠檬酸。

(1)将丙烯酰胺与桦树汁混合加热至50℃，随后用氢氧化钠溶液调节pH＝10，搅拌至丙烯酰胺完全溶解后加入活性炭粉，搅拌均匀，得到丙烯酰胺溶液；

(2)将魔芋葡甘聚糖与20wt％的乙醇溶液按照质量体积比1：2混合后加入辛烯基琥珀酸淀粉酯，于60℃共混搅拌30min，取出于-4℃冷冻后粉碎，得到魔芋葡甘聚糖粉末；

(3)将魔芋葡甘聚糖粉末与丙烯酰胺溶液混合搅拌均匀后加入N,N-亚甲基双丙烯酰胺、硬脂酸钠与柠檬酸快速搅拌均匀后加入硅藻粉、异丁醇，水浴加热至70℃、搅拌30min后得到填充剂。

于秦岭南坡的望春木兰古树树龄100余岁，树势较弱，韧皮部损伤，木质部开裂形成夹缝洞、侧洞，对该古树进行修复，具体步骤如下：

(1)除腐：采用人工清理的方式将木兰古树洞壁内腐烂组织和已变质的木质部清理干净，用200号的砂纸对创面进行打磨，形成光滑的硬质表面；

(2)消毒：打磨后的树洞自然风干至表面干燥，然后用5wt％的季铵铜溶液消毒3次；

(3)涂膜：将熟桐油与木炭粉按照1：1的质量比混合刷涂树洞，干燥后再次刷涂，共计刷涂3次；

(4)填充：将涂膜后的树洞干燥2天，且洞内无积水后采用填充剂填充树洞，填充量低于韧皮部1.5cm左右；

(5)表面处理：填充剂填充后未完全干燥的状态下于树洞表面覆一层熟桐油浸泡后晾干的无纺布，等填充剂完全干燥后用环氧树脂和聚酰胺树脂按照1：1的质量比混合的混合液刷涂于无纺布表面，为了美观的需求，还可以于修复处刷涂与木兰古树相近的色料，同时勾画出与木兰古树树皮相近的纹路。

修复完成的木兰古树能够有效的防止病虫害的侵染，树洞壁内腐烂组织和已变质的木质部的清理，可以有效阻止原有树洞的继续腐化，同时本修复剂还为树体提供了一定的营养成分，增强树体的生长势，使木兰古树恢复正常生长，枝叶茂盛。通过本技术修复后正常生长的木兰古树与未修复之前树体的衰弱生长状况相比，有明显的改观效果。

实施例2：木兰古树修复

本实施例需要制备填充剂，按照以下质量称取原料：

20g魔芋葡甘聚糖、6g份辛烯基琥珀酸淀粉酯、30g丙烯酰胺、4g活性炭粉、1.5gN,N-亚甲基双丙烯酰胺、0.5g异丁醇、10g硬脂酸钠、14g硅藻粉、0.2g柠檬酸。

(1)将丙烯酰胺与桦树汁混合加热至45℃，随后用氢氧化钠溶液调节pH＝10，搅拌至丙烯酰胺完全溶解后加入活性炭粉，搅拌均匀，得到丙烯酰胺溶液；

(2)将魔芋葡甘聚糖与20wt％的乙醇溶液按照质量体积比1：2混合后加入辛烯基琥珀酸淀粉酯，于55℃共混搅拌40min，取出于-4℃冷冻后粉碎，得到魔芋葡甘聚糖粉末；

(3)将魔芋葡甘聚糖粉末与丙烯酰胺溶液混合搅拌均匀后加入N,N-亚甲基双丙烯酰胺、硬脂酸钠与柠檬酸快速搅拌均匀后加入硅藻粉、异丁醇，水浴加热至70℃、搅拌20min后得到填充剂。

于秦岭北坡太白山的武当木兰古树树龄500余岁，树势较弱，韧皮部损伤，木质部开裂形成夹缝洞、侧洞，对该古树进行修复，具体步骤如下：

实施例3：木兰古树修复

本实施例需要制备填充剂，按照以下质量称取原料：

10g魔芋葡甘聚糖、5g份辛烯基琥珀酸淀粉酯、20g丙烯酰胺、3g活性炭粉、0.5gN,N-亚甲基双丙烯酰胺、0.2g异丁醇、8g硬脂酸钠、12g硅藻粉、0.3g柠檬酸。

(1)将丙烯酰胺与桦树汁混合加热至40℃，随后用氢氧化钠溶液调节pH＝10，搅拌至丙烯酰胺完全溶解后加入活性炭粉，搅拌均匀，得到丙烯酰胺溶液；

(2)将魔芋葡甘聚糖与15wt％的乙醇溶液按照质量体积比1：2混合后加入辛烯基琥珀酸淀粉酯，于55℃共混搅拌40min，取出于-4℃冷冻后粉碎，得到魔芋葡甘聚糖粉末；

(3)将魔芋葡甘聚糖粉末与丙烯酰胺溶液混合搅拌均匀后加入N,N-亚甲基双丙烯酰胺、硬脂酸钠与柠檬酸快速搅拌均匀后加入硅藻粉、15g木屑、异丁醇，水浴加热至65℃、搅拌25min后得到填充剂。

于秦岭北坡太白山的武当木兰古树树龄600余岁，树势较弱，侧枝处韧皮部损伤，木质部开裂形成朝天洞，对该古树进行修复，具体步骤如下：

(4)填充：将涂膜后的树洞干燥2天，且洞内无积水后采用填充剂填充树洞，填充量低于韧皮部1cm左右；

对比例1：

本对比例的填充剂未添加辛烯基琥珀酸淀粉酯，与实施例1的填充剂形成对比，其余原料与实施例1相同，具体的制备步骤如下：

(2)将魔芋葡甘聚糖与20wt％的乙醇溶液按照质量体积比1：2混合后，于60℃共混搅拌30min，取出于-4℃冷冻后粉碎，得到魔芋葡甘聚糖粉末；

对比例2：

本对比例的填充剂未添加硬脂酸钠与柠檬酸，与实施例1的填充剂形成对比，其余原料与实施例1相同，具体的制备步骤如下：

(3)将魔芋葡甘聚糖粉末与丙烯酰胺溶液混合搅拌均匀后加入N,N-亚甲基双丙烯酰胺快速搅拌均匀后加入硅藻粉、异丁醇，水浴加热至70℃、搅拌30min后得到填充剂。

对比例3：

本对比例的填充剂未添加硅藻粉，与实施例1的填充剂形成对比，其余原料与实施例1相同，具体的制备步骤如下：

(3)将魔芋葡甘聚糖粉末与丙烯酰胺溶液混合搅拌均匀后加入N,N-亚甲基双丙烯酰胺、硬脂酸钠与柠檬酸搅拌均匀后再加入异丁醇，水浴加热至70℃，搅拌30min后得到填充剂搅拌30min后得到填充剂。

对比例4：

将40g丙烯酰胺与水按照1：5的体积比混合，加入氢氧化钠溶液调节pH＝10，再加入3gN，N-亚甲基双丙烯酰胺搅拌10min，再加入0.1g过硫酸钾搅拌均匀后加热至60℃，得到填充剂。

对比例5：

选用目前树洞修复常用聚氨酯泡沫。

对实施例1和对比例1-4制备的填充剂以及聚氨酯泡沫进行收缩性试验。

(1)选取尺寸为20cm×20cm×10cm的模具，将上述填充剂或聚氨酯泡沫分别填充进模具内，填充高度刚好与模具边缘齐平；

(2)分别于10℃、20℃、30℃、35℃、-10℃、-5℃的环境温度、90％的环境湿度下进行自然干燥，然后根据干燥后的填充剂体积计算收缩率，得到的数据如表1所示：

表1

取出上述填充剂称取质量，随后将100g清水加入上述模具内，于室温下静置24h后计算填充剂前后质量差，计算吸水率，得到的结果如表2所示：

表2

	吸水率
		实施例1	1.2％
对比例1	11.3％
		对比例2	19.7％
对比例3	3.1％
		对比例4	22.9％
对比例5	3％

根据表1和表2的数据可知：

(1)实施例1在低温下收缩率为0，35℃的高温其收缩率为0.01％，整体收缩性表现良好，不会在夏季高温或冬季低温的情况下出现收缩或热膨胀导致裂缝或空隙的形成，避免了缝隙积水导致树洞内进一步腐烂，同时结合表2实施例1的吸水率可知，在比较潮湿或经常下雨的地区使用实施例1的填充剂，也不会造成填充剂吸水在树洞内形成潮湿环境，给木腐菌提供滋生环境；

(2)对比例1在制备过程中未使用辛烯基琥珀酸淀粉酯，对比例2在制备过程中未使用硬脂酸钠和柠檬酸，对比例3未使用硅藻粉，三个对比例制备的填充剂在低温和35℃的高温条件下收缩性较大，尤其是对比例2最大收缩率达到了2.1％，极易形成裂缝，同时在较高的吸水率情况下极易聚集水分，对树洞形成二次伤害。

(3)对比例4是制备常规丙烯酰胺泡沫，对比例5为常用的聚氨酯泡沫，两者在高温条件下收缩性较大，尤其是丙烯酰胺泡沫达到了4.5％且吸水率较高达到了22.9％，夏季多雨时期会造成内积水，影响木兰古树的恢复。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。本发明未详细描述的技术、形状、构造部分均为公知技术。

Claims

1.一种木兰古树修复保护方法，其特征在于，方法步骤如下：

（1）除腐：将木兰古树洞壁内腐烂组织和已变质的木质部清理干净，对创面进行打磨，形成光滑的硬质表面；

（2）消毒：打磨后的树洞表面干燥后用5wt%的季铵铜溶液消毒；

（3）涂膜：采用熟桐油与木炭粉的混合物刷涂树洞，干燥后再次刷涂；

（4）填充：将涂膜后的树洞干燥1-2天，采用填充剂填充树洞，填充量低于韧皮部1-1.5cm；

（5）表面处理：填充完成的树洞表面覆一层无纺布或棉布，表面刷涂一层环氧树脂和聚酰胺树脂混合液；

所述修复保护方法适合木兰古树的侧洞、夹缝洞、全开放洞、朝天洞以及非对穿洞的修复；

所述填充剂的原料包括：魔芋葡甘聚糖、辛烯基琥珀酸淀粉酯、丙烯酰胺、活性炭粉、N,N-亚甲基双丙烯酰胺、异丁醇、桦树汁、硬脂酸钠、硅藻粉、柠檬酸；

所述填充剂的原料质量份如下：10-30份魔芋葡甘聚糖、5-8份辛烯基琥珀酸淀粉酯、20-40丙烯酰胺、3-5份活性炭粉、0.5-3份N ,N-亚甲基双丙烯酰胺、0.2-1份异丁醇、8-15份硬脂酸钠、12-16份硅藻粉、0.2-0.5份柠檬酸；

所述填充剂的制备方法如下：

（1）将丙烯酰胺与桦树汁混合加热至40-50℃，搅拌至丙烯酰胺完全溶解，加入活性炭粉，搅拌均匀，得到丙烯酰胺溶液；

（2）将魔芋葡甘聚糖与15-20wt%的乙醇溶液混合后加入辛烯基琥珀酸淀粉酯，于55-60℃共混搅拌30-60min，取出于冷冻、粉碎，得到魔芋葡甘聚糖粉末；

（3）将魔芋葡甘聚糖粉末与丙烯酰胺溶液混合搅拌均匀后加入N ,N-亚甲基双丙烯酰胺、硬脂酸钠、柠檬酸快速搅拌均匀后加入硅藻粉、异丁醇，水浴加热至60-70℃、搅拌20-30min后得到填充剂。

2.根据权利要求1所述的一种木兰古树修复保护方法，其特征在于，所述无纺布或棉布用熟桐油浸泡后晾干使用。

3.根据权利要求1所述的一种木兰古树修复保护方法，其特征在于，所述环氧树脂和聚酰胺树脂按照1：1的质量比混合使用。

4.根据权利要求1所述的一种木兰古树修复保护方法，其特征在于，所述表面处理步骤处理完之后进行仿真步骤，于修复处刷涂与树皮近似的色料，同时勾画出与木兰古树树皮相近的纹路。

5.根据权利要求1所述的一种木兰古树修复保护方法，其特征在于，修复的树洞为所述的全开放洞、朝天洞、非对穿洞时，于步骤（3）中还需要加入木屑，与硅藻粉同时加入，搅拌均匀后得到填充剂，用于修复树洞。