不同竹齡毛竹基本密度的株內(nèi)及株間變異1)

王 喆 章衛(wèi)鋼 李景鵬 韓申杰 金春德

(浙江農(nóng)林大學(xué)，臨安，311300)

毛竹(Phyllotachys pubescens)干型粗大端直，材質(zhì)堅(jiān)硬強(qiáng)韌，是我國(guó)竹類(lèi)植物中分布最廣、用途最多的優(yōu)良竹種。毛竹材的基本密度是衡量其材質(zhì)的重要指標(biāo)之一，在很大程度上影響毛竹材的加工利用。竹材的密度受到多種因素的影響，竹齡、竹干部位、立地條件等對(duì)其都有一定的影響。對(duì)竹材材性的變異，雖有大量研究[1－7]，但未見(jiàn)利用方差分析、多重比較q檢驗(yàn)和回歸分析等綜合研究毛竹基本密度的變異規(guī)律。本文對(duì)不同竹齡毛竹的基本密度株內(nèi)株間變異進(jìn)行了研究，并且利用多種統(tǒng)計(jì)分析方法，對(duì)毛竹基本密度進(jìn)行了深入地分析，為毛竹材性的深入研究及加工利用提供參考。

1 材料與方法

毛竹材采自浙江省龍游縣溪口鎮(zhèn)紅廟村同一毛竹林樣地，8個(gè)不同竹齡(1～8年生)，胸徑10～12 cm;1～7年生每個(gè)竹齡分別選取3株，8年生選取2株，共23株。齊地伐倒后，每株試材分別從距伐斷處 1.5、3.5、5.5 m 處截取1 個(gè)1 cm 高的竹環(huán)，自下而上依次編號(hào)標(biāo)記為1、2、3。

在竹環(huán)東西南北4個(gè)方向上對(duì)稱(chēng)取樣，試樣尺寸為10 mm(縱向)×4 mm(弦向)×h(壁厚)。將試樣按竹青、竹肉、竹黃分界線(xiàn)，沿竹壁平行方向進(jìn)行劈制，分別制成竹肉、竹青片、竹黃片。將劈制的試樣浸泡在清水中至飽和狀態(tài)后，采用排水法[8]測(cè)定各試樣的體積;然后，用試樣的絕干質(zhì)量與試樣飽和水時(shí)的體積之比得到毛竹的基本密度。

2 結(jié)果與分析

不同竹齡、不同株號(hào)、不同高度和不同徑向部位，毛竹基本密度的測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表1。

2.1 毛竹材基本密度的株內(nèi)變異

2.1.1 株內(nèi)毛竹基本密度的徑向變異

由表1可見(jiàn):3個(gè)不同高度，徑向基本密度的變化具有一致性，從大到小順序?yàn)橹袂?、竹黃、竹肉。由熊文愈[9]、榮佩瑞[10]的研究結(jié)果可知，竹材的外側(cè)皮層由外表皮、內(nèi)表皮和內(nèi)皮層3種不同形狀的細(xì)胞組成。表皮層由長(zhǎng)形細(xì)胞、栓質(zhì)細(xì)胞、硅質(zhì)細(xì)胞等組成。栓質(zhì)細(xì)胞和硅質(zhì)細(xì)胞常成對(duì)結(jié)合，散生于長(zhǎng)形細(xì)胞縱行的行列之中，致使竹青的組織排列致密。硅質(zhì)細(xì)胞含有硅質(zhì)，使竹青的基本密度增加。竹黃的基本密度大于竹肉的基本密度，主要是由于竹黃由多層的石細(xì)胞構(gòu)成，而石細(xì)胞是厚壁細(xì)胞，其中有較多的細(xì)胞壁物質(zhì)。經(jīng)方差分析，不同竹齡株內(nèi)不同徑向部位毛竹基本密度在0.01水平上差異顯著;經(jīng)過(guò)多重比較q檢驗(yàn)，除2年生竹肉與竹黃基本密度差異不顯著外，其余兩兩之間均差異顯著。

2.1.2 株內(nèi)毛竹基本密度的縱向變異

3個(gè)部位的基本密度，縱向變化的趨勢(shì)基本一致，從大到小順序?yàn)?5.5、3.5、1.5 m，即隨著竹干高度的增高基本密度隨之升高。主要原因:是竹干從下部到上部，維管束密度逐漸增大，導(dǎo)管孔徑變細(xì)，致使基本密度增大。而竹青與竹黃基本密度變化，可能與細(xì)胞的結(jié)構(gòu)有關(guān)，如細(xì)胞壁的加厚程度和木質(zhì)化的程度。對(duì)測(cè)試結(jié)果進(jìn)行方差分析發(fā)現(xiàn):竹黃是2年生與8年生的基本密度縱向變異差異顯著;竹肉是2年生與7年生的基本密度縱向變異差異顯著;竹青縱向變異無(wú)顯著性差異。經(jīng)多重比較q檢驗(yàn)，竹黃2年生基本密度，是1.5 m的與5.5 m的差異顯著、3.5 m的與5.5 m的差異顯著;8年生基本密度，是 1.5 m 的與 3.5 m 的、與 5.5 m 的差異顯著。竹肉2年生基本密度，是1.5 m 的與3.5 m 的、與5.5 m的差異顯著;7年生基本密度，是1.5 m的與5.5 m的差異顯著。

表1 不同竹齡、不同高度和不同徑向部位毛竹基本密度的測(cè)試結(jié)果

2.2 毛竹材基本密度的株間變異

2.2.1 同齡毛竹株間基本密度的變異

由表1可知，同齡毛竹株間徑向與縱向變異的總趨勢(shì)與株內(nèi)的相似，但株間不同單株的變異仍有差異。對(duì)測(cè)試結(jié)果進(jìn)行方差分析，結(jié)果顯示:竹黃的1年生、4年生和5年生株間基本密度，在0.01水平上差異顯著;竹肉的1年生株間基本密度在0.01水平上差異顯著，5年生、8年生株間基本密度在0.05水平上差異顯著;竹青的6年生株間基本密度，在0.01水平上差異顯著。其余各竹齡竹黃、竹肉和竹青株間基本密度均無(wú)顯著性差異。經(jīng)多重比較q檢驗(yàn)，竹黃基本密度:1年生，1.5 m 處第 1、2、3株兩兩之間差異顯著，3.5 m處第1、2、3株兩兩之間差異顯著，5.5 m處第1株分別與第2、3株之間差異顯著;4年生，1.5 m處第1株分別與第2、3株之間差異顯著，3.5 m處第1株分別與第2、3株之間差異顯著，5.5 m 處無(wú)顯著差異;5 年生，1.5 m 處第 1、2、3 株兩兩之間差異顯著，3.5 m處第2株分別與第1、3株之間差異顯著，5.5 m處第2株分別與第1、3株之間差異顯著。竹肉基本密度:1年生，1.5 m處第1株與第2株之間差異顯著，3.5 m處第1株分別與第2、3株之間差異顯著，5.5 m處第1株分別與第2、3株之間差異顯著;5年生，1.5 m 處第1、2、3株兩兩之間差異顯著，3.5 m處第1、2、3株兩兩之間差異顯著，5.5 m處第3株分別與第1、2株之間差異顯著。竹青基本密度:6年生，1.5 m處第1株分別與第2、3株之間差異顯著，3.5 m處第1株與第3株之間差異顯著，5.5 m處第1株分別與第2、3株之間差異顯著。

2.2.2 不同竹齡毛竹基本密度的變異

由表1可知:1年生的竹黃基本密度最低，2年生的竹黃基本密度迅速增長(zhǎng)，3年生的竹黃基本密度略有降低，之后小幅波動(dòng)并呈上升趨勢(shì)，7年生的竹黃基本密達(dá)到最大值，8年生的竹黃基本密較7年生的竹黃基本密有所下降。

由表1可知:1年生的竹肉基本密度最低，2年生的竹肉基本密度較1年生的竹肉基本密度有較大幅度的增加，3年生的竹肉基本密度有所降低。而后，1.5 m高度，竹肉基本密度呈逐年上升的趨勢(shì)，8年生時(shí)竹肉基本密度達(dá)最大值;3.5、5.5 m 高度，竹肉基本密度呈波動(dòng)趨勢(shì)增長(zhǎng)，7年生時(shí)竹肉基本密度達(dá)最大值。

由表1可知:1年生的竹青基本密度最小，2年生的竹青基本密度增長(zhǎng)較多，3年生的竹青基本密度較2年生的竹青基本密度略有下降，4年生的竹青基本密度又有所增長(zhǎng)，之后呈波動(dòng)趨勢(shì)。1.5、3.5 m高度，7年生的竹青基本密度達(dá)最大值;5.5 m高度，8年生的竹青基本密度達(dá)最大值。這主要的原因是:竹材細(xì)胞壁及內(nèi)容物是隨年齡的增長(zhǎng)而逐漸充實(shí)和變化的;由劉波[11]研究結(jié)果可知，毛竹纖維細(xì)胞1年生時(shí)次生壁的層數(shù)為3～6層;2～6年生時(shí)，竹青部分的次生壁層數(shù)為6～11層，竹黃部分的次生壁層數(shù)也有所增加;6～9年生時(shí)，次生壁的層數(shù)有所降低;次生壁層數(shù)的變化會(huì)導(dǎo)致細(xì)胞壁物質(zhì)的變化，因此也會(huì)引起毛竹基本密度的變化。對(duì)不同竹齡毛竹基本密度的測(cè)試結(jié)果進(jìn)行方差分析，不同竹齡的竹黃、竹肉及竹青的基本密度在0.01水平上具有極顯著的差異。

經(jīng)多重比較q檢驗(yàn)，竹黃基本密度:1.5 m處，1年生分別與6～8年生之間差異顯著;3.5 m處，1年生分別與2～8年生之間差異顯著;5.5 m處，1年生分別與2～8年生之間差異顯著。竹肉基本密度:1.5 m處，1年生分別與2、7、8年生之間差異顯著;3.5m處，1年生分別與2～8年生之間差異顯著;5.5 m處，1年生分別與2～8年生之間差異顯著。竹青基本密度:1.5 m處，1年生分別與7、8年生之間差異顯著;3.5 m處，無(wú)顯著差異;5.5 m 處，1年生分別與 2、4、5、7、8 年生之間差異顯著。

2.3 基本密度變異方程的建立

由表2可見(jiàn):當(dāng)基本密度變異方程為ρ=exp(a+bt)時(shí)，竹黃基本密度、竹肉基本密度與竹齡回歸方程的擬合度較高;當(dāng)基本密度變異方程為ρ=a+bt+ct2+dt3時(shí)，竹青基本密度與竹齡回歸方程的擬合度高。

從模擬的回歸方程結(jié)果看，選擇的變異方程ρ=exp(a+bt)和ρ=a+bt+ct2+dt3較為理想:竹黃相關(guān)系數(shù)從0.881到0.953，竹肉相關(guān)系數(shù)從0.882到0.894，竹青相關(guān)系數(shù)從 0.797 到 0.873。由于每年的氣候等生長(zhǎng)條件的差異，顯示出竹材的生長(zhǎng)狀況也不同;但基本密度總是按一定的變化趨勢(shì)變化，到了成熟材趨于相對(duì)穩(wěn)定。

表2 毛竹材基本密度與竹齡的回歸方程

3 結(jié)論

3個(gè)高度的徑向基本密度變化具有一致性，從大到小順序?yàn)橹袂唷⒅顸S、竹肉。毛竹株內(nèi)徑向部位基本密度的變化，在0.01水平上差異極顯著;株內(nèi)基本密度縱向的變化規(guī)律，從大到小順序?yàn)?.5、3.5、1.5 m，即隨高度增加株內(nèi)基本密度逐漸增大。2年生與8年生的竹黃基本密度，縱向變異差異顯著;2年生與7年生的竹肉基本密度，縱向變異差異顯著;竹青基本密度，縱向變異無(wú)顯著性差異。

1年生、4年生和5年生竹黃的株間基本密度，在0.01水平上差異顯著。1年生竹肉的株間基本密度，在0.01水平上差異顯著;5年生與8年生竹肉的基本密度，在0.05水平上差異顯著。6年生竹青基本密度，在0.01水平上差異顯著。其余各竹齡竹黃、竹肉和竹青株間基本密度，均無(wú)顯著性差異。不同竹齡的竹黃、竹肉及竹青的基本密度，在0.01水平上具有極顯著的差異。

采用回歸分析方法，根據(jù)基本密度數(shù)據(jù)得出竹黃基本密度、竹肉基本密度與竹齡的回歸方程為ρ=exp(a+bt)，竹青基本密度與竹齡的回歸方程為ρ=a+bt+ct2+dt3。

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