紅櫸不同種源木材基本密度和干縮性比較

王旭軍， 張連金， 許忠坤， 程 勇， 吳際友， 張玖榮， 黃 鵬

(1.湖南省林業(yè)科學(xué)院, 湖南 長(zhǎng)沙 410004; 2.中國(guó)林業(yè)科學(xué)研究院華北林業(yè)實(shí)驗(yàn)中心, 北京 102300; 3.桑植縣林業(yè)局, 湖南 桑植 427100)

紅櫸不同種源木材基本密度和干縮性比較

王旭軍1， 張連金2， 許忠坤1， 程 勇1， 吳際友1， 張玖榮3， 黃 鵬3

(1.湖南省林業(yè)科學(xué)院, 湖南 長(zhǎng)沙 410004; 2.中國(guó)林業(yè)科學(xué)研究院華北林業(yè)實(shí)驗(yàn)中心, 北京 102300; 3.桑植縣林業(yè)局, 湖南 桑植 427100)

以湖南省6個(gè)紅櫸種源(天然種群)為研究對(duì)象，對(duì)其木材基本密度和徑向全干干縮率等物理性質(zhì)進(jìn)行測(cè)定分析。結(jié)果表明： 不同紅櫸種源間木材基本密度的差異達(dá)極顯著，而種源內(nèi)木材基本密度比較穩(wěn)定，變異較?。徊煌N源間木材徑向全干干縮率不存在顯著差異，但種源內(nèi)不同個(gè)體間的差異顯著。紅櫸木材基本密度與徑向全干干縮率相關(guān)性不顯著。這2個(gè)性狀基本上相互獨(dú)立遺傳，且兩者與各地理氣候因子相關(guān)性也不顯著。

紅櫸； 種源； 木材基本密度； 徑向全干干縮率

多數(shù)樹(shù)種的不同種源、家系、無(wú)性系間,甚至同一株樹(shù)不同部位，其木材密度和干縮性均存在著變異性[1～3]。木材密度是衡量木材材性的一個(gè)關(guān)鍵性指標(biāo)，也是木材加工中的重要指標(biāo)，而木材的干縮性是直接決定其穩(wěn)定性的重要物理性質(zhì)之一。因此，探討某一樹(shù)種的木材密度和干縮性的變異對(duì)其良種選育和科學(xué)利用具有重要意義。大葉櫸(ZelkovaschneiderianaHand-Mazz.)為榆科櫸屬落葉大喬木，因其老齡木材帶赤色而俗稱“紅櫸”。紅櫸木材為一類材，致密堅(jiān)硬，色紋均美，為高檔硬闊葉用材，但易變形，易開(kāi)裂，從而使得其實(shí)際利用率大幅降低。目前關(guān)于紅櫸的研究多集中于苗木繁育和豐產(chǎn)栽培等方面[4～7]，關(guān)于其木材材性的研究報(bào)道不多，僅局限于其解剖學(xué)方面特征的研究[8]。為此，作者以6個(gè)紅櫸天然種群為研究對(duì)象，探討其木材基本密度和干縮性的變化，以期為紅櫸優(yōu)良種源的選擇和定向培育及加工利用提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)用材料為湖南桑植芭茅溪、桑植雞公埡、古丈高望界、城步、新寧和攸縣等6個(gè)天然種源。各天然群體所在地的地理氣候條件見(jiàn)表1。

表1 紅櫸不同種源所在地的地理氣候條件Tab.1 GeographicandmeteorologicalfactorsofdifferentprovenancesofZelkovaschneiderianaHand-Mazz.種源經(jīng)度緯度海拔(m)年均溫(℃)年降雨量(mm)無(wú)霜期(天)芭茅溪110°04'E29°44'N90511.52105.4190雞公埡110°35'E29°31'N45616.01914.8280高望界110°12'E28°38'N83512.51640.0240城步110°24'E26°21'N90916.11218.0271新寧110°35'E26°28'N90317.01326.6291攸縣113°49'E27°15'N44017.81410.8292

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 木芯樣品采集 每個(gè)種源至少選取3株生長(zhǎng)最佳植株，用直徑5 mm的生長(zhǎng)錐在其胸高上坡方位鉆取完整無(wú)疵木芯，要求垂直樹(shù)干并通過(guò)髓心鉆取，且木芯長(zhǎng)度超過(guò)胸徑的一半。

1.2.2 室內(nèi)測(cè)定 木材基本密度測(cè)定采用最大飽和含水量法[9]；木材干縮率的測(cè)定方法參照許忠坤等[10]的方法。

1.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析

數(shù)據(jù)分析和制表分別用SPSS16.0和Microsoft Office Excel 2003完成。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同紅櫸種源木材基本密度比較

木材基本密度是判斷木材物理性質(zhì)及確定木材用途的有效參考指標(biāo)[11]。由表2結(jié)果可知：紅櫸種源間木材基本密度的變化范圍是0.54～0.72 g/cm3，變異系數(shù)為6.59%，總體均值達(dá)0.65 g/cm3，屬中高密度范圍。不同種源間比較，各種源木材基本密度的大小排序?yàn)椋弘u公埡>古丈>芭茅溪>城步>新寧>攸縣，木材基本密度最小的攸縣種源僅為雞公埡種源的82.6%，差異明顯；不同種源木材基本密度的變異系數(shù)均在10%以內(nèi)，特別是城步種源的變異系數(shù)僅為0.29%，說(shuō)明紅櫸種源內(nèi)木材基本密度比較穩(wěn)定，變幅較小。

方差分析(表3)表明，不同紅櫸種源間木材基本密度的差異達(dá)到極顯著水平。進(jìn)一步多重比較(表2)表明：攸縣種源的木材基本密度除與新寧種源差異未達(dá)顯著水平外，均顯著低于其他4個(gè)種源；新寧、城步、芭茅溪等種源又極顯著或顯著低于雞公埡種源，而雞公埡種源除與古丈種源未達(dá)顯著性差異外，均顯著或極顯著高于其他4個(gè)種源。這說(shuō)明木材基本密度在紅櫸種源間存在著豐富的變異，合理的種源選擇對(duì)紅櫸木材基本密度的改良具有重要意義。

表2 不同紅櫸種源木材基本密度和干縮率的多重比較Tab.2 MultiplecomparisonofbasicdensityandradialshrinkageofwoodofdifferentprovenancesofZelkovaschneiderianaHand-Mazz.種源基本密度干縮率(%)平均值(g/cm3)最小值(g/cm3)最大值(g/cm3)變異系數(shù)(%)平均值最小值最大值變異系數(shù)(%)攸縣0.57±0.033 Bd0.540.605.774.37±0.83 Aa3.755.3219.11新寧0.61±0.042 Bcd0.560.656.873.54±0.43 Aab3.264.0312.11城步0.63±0.002 ABbc0.620.630.293.44±0.39 Aab3.143.8811.23芭茅溪0.63±0.0569Ab0.570.688.813.40±1.031Aab2.234.1830.32古丈0.67±0.029 Aab0.610.724.263.64±0.69 ABab2.435.0618.89雞公埡0.69±0.038 Aa0.650.715.462.71±0.52 Bb2.143.1619.15均值0.65±0.0436.593.59±0.7220.10 注:數(shù)字后不同大小寫(xiě)字母分別表示在0.01與0.05水平上差異顯著。

表3 不同紅櫸種源木材基本密度和干縮率的方差分析Tab.3 ANOVAanalysisofbasicdensityandradialshrinkageofwoodofdifferentprovenancesofZelkovaschneiderianaHand-Mazz.方差來(lái)源均方和自由度均方FSig.種源間0.04350.0098.6070.000基本密度種源內(nèi)0.038380.001總和0.0843種源間4.42450.8851.870.123干縮率種源內(nèi)17.984380.473總和22.40943

2.2 不同紅櫸種源木材干縮率比較

一般用干縮率來(lái)表征木材的干縮程度，而本文中的干縮率用木材徑向全干干縮率來(lái)表示。由表2看出：紅櫸木材徑向全干干縮率為3.59%，低于大花序桉的(6.73%)，但其變異系數(shù)(20.10%)卻比大花序桉的(6.57%)[12]大，說(shuō)明紅櫸木材穩(wěn)定性比大花序桉的要好，但其變異性較大。不同種源間比較，種源間徑向全干干縮率的變異范圍為2.71%～4.37%，差異明顯；攸縣種源的徑向全干干縮率最大，為4.37%；其次為古丈種源，為3.64%；最小的為雞公埡種源，僅2.71%，為攸縣種源的62%。但方差分析結(jié)果(表3)表明，不同種源間木材徑向全干干縮率不存在顯著差異。進(jìn)一步多重比較(表2)卻顯示，雞公埡種源木材的徑向全干干縮率與攸縣種源的差異達(dá)極顯著，但與其他4個(gè)種源的差異不顯著，且其他4個(gè)種源與攸縣種源之間也無(wú)顯著差異；各種源徑向全干干縮率的變異系數(shù)變幅在11.23%～30.32%之間，按大小排序?yàn)榘琶┫?雞公埡>攸縣>古丈>新寧>城步，與徑向全干干縮率的排序不一致，且變異系數(shù)最大的芭茅溪種源幾乎為最小種源城步種源的3倍，種源間變異系數(shù)差異顯著。綜合表2和表3還可看出，所有種源的徑向全干干縮率的變異系數(shù)均在10%以上，且較多的變異來(lái)自種源內(nèi)個(gè)體間。因此，在充分利用種源變異的同時(shí)，還應(yīng)重視種源內(nèi)個(gè)體的選擇，在種源選擇的基礎(chǔ)上進(jìn)行個(gè)體改良將取得更好的效果。

2.3 不同紅櫸種源木材基本密度、干縮率與地理氣候因子的相關(guān)性

表4為紅櫸木材基本密度、徑向全干干縮率與地理氣候因子的相關(guān)分析結(jié)果。由表4可以看出：

(1) 紅櫸木材基本密度與徑向全干干縮率的相關(guān)系數(shù)為0.032，呈極弱度正相關(guān)，而17年生鄧恩桉的木材基本密度與徑向全干干縮率呈顯著正相關(guān)[2]，這可能與樹(shù)種特性有關(guān)，也說(shuō)明紅櫸的木材基本密度和干縮率這2個(gè)性狀在遺傳上相互獨(dú)立，在對(duì)其中任意一個(gè)性狀的改良時(shí)對(duì)另一個(gè)性狀的影響不大。

表4 紅櫸木材基本密度、徑向全干干縮率與地理氣候因子的相關(guān)性系數(shù)Tab.4 Correlationbetweenwoodbasicdensity,radialshrinkageandgeographicandmeteorologicalfactorsofdifferentprove-nancesofZelkovaschneiderianaHand-Mazz.干縮率經(jīng)度緯度海拔年均溫降雨量無(wú)霜期(天)基本密度0.032-0.7120.5970.03-0.4610.498-0.255干縮率10.737-0.475-0.0720.243-0.480.159

(2) 紅櫸木材基本密度與緯度、降雨量等因子呈較強(qiáng)正相關(guān)，與海拔呈弱度正相關(guān)，而與經(jīng)度、年均溫呈負(fù)相關(guān)，但均未達(dá)到顯著性水平。因此，紅櫸木材基本密度不像木荷那樣表現(xiàn)出明顯的緯向變異模式[13]，而是像馬尾松的木材基本密度變異模式，與產(chǎn)地經(jīng)緯度相關(guān)性較小[14]，但經(jīng)度影響相對(duì)要大于緯度的影響。

(3) 紅櫸木材徑向全干干縮率與各地理氣候因子的相關(guān)性均不顯著，與經(jīng)度、年均溫、無(wú)霜期呈正相關(guān)，與緯度、海拔和降雨量等呈負(fù)相關(guān)。

3 結(jié)論與討論

(1) 物種長(zhǎng)期適應(yīng)不同自然環(huán)境條件可產(chǎn)生豐富的種內(nèi)遺傳變異，在林木上則表現(xiàn)為生長(zhǎng)、形態(tài)和材性等性狀存在顯著的種源間和種源內(nèi)個(gè)體間差異。紅櫸木材基本密度達(dá)0.65 g/cm3，屬中高密度范圍，且其變異系數(shù)為6.59%，說(shuō)明紅櫸種源內(nèi)木材基本密度比較穩(wěn)定；紅櫸不同種源間木材密度的差異達(dá)到極顯著水平，說(shuō)明紅櫸種源間木材基本密度存在著豐富的變異，優(yōu)良種源選擇的潛力很大。

(2) 按照IAWA(1989)的分類方法(干縮率小于5.60%的為干縮率小的樹(shù)種，介于5.60%～7.00%之間為干縮率中等樹(shù)種，大于7.00%為干縮率大的樹(shù)種[15])，紅櫸木材的徑向全干干縮率為3.59%，屬于干縮率小的樹(shù)種，且不同種源間木材徑向全干干縮率變異較小，但種源內(nèi)個(gè)體間變異較大。因此，在充分利用種源變異的同時(shí)，還應(yīng)重視種源內(nèi)個(gè)體的選擇，在種源選擇的基礎(chǔ)上進(jìn)行個(gè)體選擇將取得更好的效果。

(3) 各性狀間的相關(guān)性，對(duì)于遺傳改良的方案制定和改良方法的選擇有較大的作用。紅櫸木材基本密度與徑向全干干縮率相關(guān)性很弱，這2個(gè)性狀在遺傳上相互獨(dú)立。利用這一特性可以分別對(duì)木材基本密度和干縮率等木材物理性狀進(jìn)行獨(dú)立選擇。

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ComparisonofbasicdensityandradialdryshrinkageofwoodofdifferentZelkovaschneiderianaHand-Mazz.provenances

WANG Xujun1, ZHANG Riqing2, XU Zhongkun1, CHENG Yong1, WU Jiyou1, ZHANG Jiurong3, HUANG Peng3

(1.Hunan Academy of Forestry, Changsha 410004, China; 2.North China Forestry Experimental Center, China Academy of Forestry, Beijing 102300, China;3.Forestry Bureau of Sangzhi County, Sangzhi 427100,China)

Woods of sixZelkovaschneiderianaHand-Mazz．provenances in Hunan Province were taken as research materials, and such physical properties as basic density and radial dry shrinkage were tested and analyzed. The results showed as following: (1) There were highly significant differences of the basic density among different provenances, while theirs CV were rather stable; (2) There were no significant differences of radial dry shrinkage among different provenances, while the individuals within one provenance revealed rather higher difference; (3) Basic density was not closely related to radial dry shrinkage. The independent selection of basic density and radial shrinkage were expected to generate improved effects. And both of them had no significant correlation to the geographic and meteorological factors too.

ZelkovaschneiderianaHand-Mazz.; provenance; basic density of wood; radial dry shrinkage

2014-06-10

國(guó)家林業(yè)公益性行業(yè)科研專項(xiàng)(200904011)；國(guó)家“十二五”科技支撐計(jì)劃(2011BAD38B03)。

王旭軍(1971-)，男，副研究員，湖南省雙峰縣人，主要從事城市森林和林木遺傳育種研究工作。

S 781

A

1003 — 5710(2014)05 — 0005 — 04

10. 3969/j. issn. 1003 — 5710. 2014. 05. 002

(文字編校：唐效蓉)