我国干燥花发展建议

第２７卷，第４期２ｏＯ７年４月

光谱学与光谱分析

Ｓｐｅｃｔｒｏｓ∞ｐｙａｎｄＳｐｅｃｔｒａｌ

Ａｍｌｙｓｉｓ

Ｖｄ．２７，Ｎ０．４，ｐｐ６８６—６９０

Ａｐｒｉｌ，２００７

ＳＩＭＣＡ法判别分析木材生物腐朽的研究

杨

忠１，江泽慧ｈ弘，费本华１，覃道春２

１．中国林业科学研究院木材工业研究所，北京１０００９１２．国际竹藤网络中心，北京１００１０２

摘要木材是一种生物质材料，容易受到各种微生物的危害，生物腐朽可以迅速导致木材结构的破坏，因此，对木材生物腐朽的快速、准确地检测或鉴定具有重要意义。近几年来，近红外光谱和ＳＩＭＣＡ方法正被用于识别或检测食品、药品和农产品等研究中，因此，本研究尝试利用近红外光谱结合ＳＩＭＣＡ方法来检测木材的生物腐朽。研究结果表明，应用近红外光谱和ｓＩＭＣＡ方法能有效地判别木材的生物腐朽类型，通过培训集样本建立的基于ＰＣＡ分析的ｓＩＭＣＡ判别模型对未腐朽、白腐和褐腐三种类型样本进行回判，判别准确率分别为１００％，８２．５％和１００％；而对未知腐朽类型的样本（包括未腐朽、白腐和褐腐样本），判别准确率分别为１００％，８５％和１００％；ＳＩＭＣＡ方法对未腐朽和褐腐类型的判别准确率均达到１００％，但对白腐样本都有错判，造成这种错判的主要原因可能是由于样本包括的信息不够丰富以及腐朽初期白腐和褐腐试样的性质差异太小等。

关键词近红外光谱；ｓＩＭＣＡ；ＰＣＡ；木材；生物腐朽；判别中图分类号：０６５７．３；ｓ７８２．３

文献标识码：Ａ

文章编号：１０００＿０５９３（２００７）０４一０６８６一０５

中的检测或识别方面得到了许多应用睁引，而生物腐朽木材

引言

木材是一种生物性特征明显的植物材料，因而容易受到

与健康材相比，不仅受木腐菌侵染，木材内部有菌丝生长，木材颜色参数和化学成分也有所变化，而这些变化基本上都

可以在近红外光谱中得到反映［１“。因为，Ｎ珉包含了键强

度、化学组成与试样的散射、表面光泽、折光指数等重要信

各种微生物的侵袭。真菌腐朽是对木材破坏最严重的一种方式，因为真菌腐朽可以迅速导致木材结构的破坏，即使在真菌腐朽的初期，木材的力学强度也会发生急剧下降［１’２］。在美国，由于真菌腐朽、败坏木材造成的损失估计每年超过５２

息，这为利用Ｎ佩检测与评估木材的腐朽提供重要的依据。

因此，本研究尝试利用近红外光谱结合ＳＩＭｃＡ方法来检测木材的生物腐朽。

亿美元［３］。因此，对木材生物腐朽的快速、准确地检测或鉴

定可以为木材的及时保护和合理利用提供参考，具有重要的现实意义。

检测生物腐朽的方法和技术有很多种，如表面观察、显

１．１生物腐朽试样的准备

木材的生物腐朽试验采用试菌为一种褐腐菌和一种白腐菌，接种后放入培养室内进行生物腐朽，经过不同时间的腐朽后，取出试样干燥恒重，按照生物腐朽前后试样的质量变化计算失重率（失重率数据的分析将在以后的文章中分析）。从腐朽试样中随机选取１４０个木材腐朽试样，其中未腐朽试样２０个，白腐６０个、褐腐６０个。１．２近红外光谱的采集

ｉｎｄｅｐｅｎｄｅｎｔ

材料与方法

微镜观察、力学强度试验、电导率测定和声波探测（声波发

射和应力波计时器、超声波脉动测试）等。但是，这些方法一般很难快速、准确地检测和判别木材的生物腐朽。近十几年，有关人员已开始将一些先进的无损检测与现代仪器分析技术引入到木材生物腐朽的检测与评估研究中［Ｉ．５］，但所有的方法均有各自的局限性，没有一种方法可以同时对多种条件下的木材腐朽进行检测。

近年来，近红外光谱（Ｎｍ）和ＳＩＭＣＡ（ｓｏｆｔ

ｍｏｄｅｌｉｆｌｇｏｆ

试验用设备是由美国ＡｓＤ公司（分析光谱设备公司）生产的ＦｉｅｌｄＳｐｅ一近红外光谱仪。光谱仪的波长范围在３５０～

ｃｌａｓｓ锄ｌｏｇ）方法在食品、医药和农产品等领域

收稿日期：２００６－０４—２１。修订日期：２００６—０８－０６

基金项目：国家“９４８”项目（２００６—４５，２００３—４—２７）和中国林业科学院重点预研课题专项补助基金（２００５一Ｍ一０１）资助

作者简介：杨忠，１９７６年生，中国林业科学院木材工业研究所助理研究员

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