Estimation of the physical wood properties of green Pinus taeda radial samples by near infrared spectroscopy

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Abstract:

The application of near infrared (NIR) spectroscopy to the green wood of radial samples (simulated increment cores) and the development of calibrations for the prediction of wood properties are described. Twenty Pinus taeda L. (loblolly pine) radial strips were characterized in terms of air-dry density, microfibril angle (MFA), and stiffness. NIR spectra were obtained in 10-mm steps from the radial longitudinal and transverse faces of each sample and used to develop calibrations for each property. NIR spectra were collected when the wood was green (moisture content ranged from approximately 100% to 154%) and dried to approximately 7% moisture content. Relationships between measured and NIR estimates for green wood were good; coefficients of determination (R2) ranged from 0.79 (MFA) to 0.85 (air-dry density). Differences between calibrations developed using the radial longitudinal and transverse faces were small. Calibrations were tested on an independent set. Predictive errors were relatively large for some green samples and relationships were moderate; R2p ranged from 0.67 (MFA) to 0.81 (stiffness). Dry wood calibrations demonstrated strong predictive relationships with R2p ranging from 0.87 (air-dry density) to 0.95 (stiffness). NIR spectroscopy has the potential to predict the air-dry density, MFA, and stiffness of 10-mm sections of green P. taeda wood samples.

L'application de la spectroscopie dans le proche infrarouge (PIR) avec des échantillons radiales de bois vert (carottes simulées) et la mise au point de courbes de calibration pour prédire les propriétés du bois sont décrites. Vingt bandes radiales de pin à encens (Pinus taeda L.) ont été caractérisées pour la densité du bois séché à l'air libre, l'angle des microfibrilles (AMF) et la rigidité. Les spectres PIR ont été obtenus à tous les 10 mm dans le sens radial le long des faces longitudinales et transversales et ont été utilisés pour établir des courbes de calibration pour chaque propriété. Les spectres PIR ont été mesurés lorsque le bois était vert (contenu en humidité variant d'environ 100 à 154 %) et séché jusqu'à un contenu en humidité d'environ 7 %. Les relations entre les valeurs mesurées et celles obtenues par spectroscopie étaient bonnes; les coefficients de détermination (R2) variaient de 0,79 (AMF) à 0,85 (densité du bois séché à l'air libre). Les différences entre les courbes de calibration construites avec les faces longitudinales et transversales étaient faibles. Les courbes de calibration ont été testées avec un groupe de données indépendantes. Les erreurs de prédiction étaient relativement importantes pour certains échantillons de bois vert et les relations étaient moyennes; R2p variait de 0,67 (AMF) à 0,81 (rigidité). Les courbes de calibration pour le bois sec montraient de fortes relations avec un coefficient R2p variant de 0,87 (densité du bois séché à l'air) à 0,95 (rigidité). La spectroscopie PIR peut prédire la densité du bois séché à l'air, AMF et la rigidité de sections de 10 mm d'échantillons verts de bois de pin à encens.[Traduit par la Rédaction]

Document Type: Research Article

Publication date: December 1, 2003

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