大花序桉種源幼齡材木材物理性質(zhì)變異

余玉珠，蘇遠(yuǎn)玉，陸艷柳，任世奇，楊中寧，盧翠香，周維

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大花序桉種源幼齡材木材物理性質(zhì)變異

余玉珠1，蘇遠(yuǎn)玉1，陸艷柳1，任世奇2，楊中寧3，盧翠香2＊，周維2

(1.廣西國(guó)有欽廉林場(chǎng)，廣西 欽州 535000；2.廣西林業(yè)科學(xué)研究院，國(guó)家林業(yè)局中南速生材繁育實(shí)驗(yàn)室，廣西優(yōu)良用材林資源培育重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣西 南寧 530002；3.廣西國(guó)有七坡林場(chǎng)，廣西 南寧 530225)

用伐倒木取樣，按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)制作測(cè)定試件，研究6 a生大花序桉9個(gè)種源木材物理性質(zhì)在種源間、樹(shù)干高度及徑向上的變異規(guī)律。結(jié)果表明：大花序桉木材樹(shù)皮率、橫向全干縮率、差異干縮和體積全干縮率在種源間均存在顯著差異；各種源木材密度在樹(shù)干高度上無(wú)明顯規(guī)律，大部分種源木材密度沿髓心向外逐漸增大。6 a生的大花序桉木材差異干縮屬中級(jí)。

大花序桉；幼齡材；物理性質(zhì)；變異

大花序桉()又稱澳洲大花梨，為桃金娘科桉屬植物[1]，是我國(guó)南方主要桉樹(shù)速生鋸材樹(shù)種，其生長(zhǎng)快、材質(zhì)好、適應(yīng)性強(qiáng)，經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)效益顯著。我國(guó)1972年引種大花序桉并在南方各林區(qū)廣泛種植。目前，我國(guó)大花序桉人工林面積約10萬(wàn)公頃，處于加緊培育和擴(kuò)大種植階段[2]。大花序桉作為實(shí)木材和中大徑級(jí)材的培育對(duì)象，一直是桉樹(shù)研究領(lǐng)域的熱點(diǎn)。

材性決定木材的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，直接影響到木材的加工和利用[3]。材性性狀的遺傳具有穩(wěn)定性[4-6]，在林木早期選擇中要特別強(qiáng)調(diào)木材質(zhì)量，以便取得良好的選擇效果。周維等[7-8]研究表明6 a生大花序桉種源間纖維特性和力學(xué)性質(zhì)存在顯著差異，力學(xué)性質(zhì)均達(dá)中等至高級(jí)水平，屬高等級(jí)材，作為中大徑材培育有更大發(fā)展空間。項(xiàng)東云等[9]研究表明18 a生大花序桉種源木材彈性模量種源間差異顯著，株間差異大于種源間差異，在種源選擇基礎(chǔ)上進(jìn)行單株選擇，可獲得更高的改良效果。李昌榮等[10]采用SmithHaze綜合指數(shù)選擇法對(duì)9.5 a生的大花序桉種源的生長(zhǎng)性狀和木材性狀進(jìn)行選擇，發(fā)現(xiàn)生長(zhǎng)和材性性狀種源間差異極顯著，家系間差異顯著，生長(zhǎng)性狀對(duì)材性性狀間接選擇效果不好，基本密度對(duì)其他材性性狀的間接選擇效果較好。

本研究對(duì)6 a生大花序桉9個(gè)種源木材物理性質(zhì)進(jìn)行探討，為大花序桉實(shí)木材與中大徑材的綜合評(píng)價(jià)、定向培育和木材合理利用提供依據(jù)。

1 　材料與方法

1.1 　材料

試材采自廣西欽廉林場(chǎng)大花序桉種源/家系試驗(yàn)林，共9個(gè)種源45個(gè)單株參試，樣木基本情況見(jiàn)文獻(xiàn)[8]。試驗(yàn)采用完全隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，單株小區(qū)，30次重復(fù)，株行距2 m × 3.5 m，造林日期為2004年5月。采伐日期2010年5月。

1.2　 試驗(yàn)方法

1.2.1樹(shù)皮率的測(cè)定

①用鋼直尺測(cè)量圓盤的帶皮半徑皮和圓盤的高度，最后量圓盤的去皮半徑木，同一圓盤分別按東-西、南-北、東南-西北、西南-東北方向測(cè)量4次，最后用平均值計(jì)算，根據(jù)公式(1)計(jì)算樹(shù)皮體積百分率：

②用天平(精確至0.01g)稱量圓盤帶皮重量皮，再稱圓盤去皮重量木，根據(jù)公式(2)計(jì)算樹(shù)皮質(zhì)量百分率：

1.2.2生材密度的測(cè)定

①采用立木木材密度測(cè)試儀(Pilodyn6J)進(jìn)行測(cè)定，在樹(shù)高1.3 m處沿東、南、西、北4個(gè)方向分別鑿開(kāi)大小為5 cm × 5 cm的窗口，用Pilodyn進(jìn)行測(cè)定，取4個(gè)方向數(shù)據(jù)均值作為所測(cè)株樹(shù)的生材密度參考值。

②將圓盤由髓心向外沿東北方向切取1根1cm寬的方條，切取髓心(S)、中間部分(M)、邊材部分(B)3個(gè)試樣。用千分天平稱量生材質(zhì)量生，生材體積生由排水法測(cè)定，根據(jù)公式(3)計(jì)算生材密度：

1.2.3基本密度的測(cè)定

與生材密度為同一試樣。依照文獻(xiàn)[11]的規(guī)定進(jìn)行，將試樣放入烘箱烘至絕干，稱重，記干，根據(jù)公式(4)計(jì)算基本密度：

1.2.4干縮性的測(cè)定

依照文獻(xiàn)[12]的規(guī)定進(jìn)行，試樣烘絕干，測(cè)量各試樣全干時(shí)的質(zhì)量和徑向、弦向及縱向尺寸，根據(jù)試樣氣干和全干時(shí)的質(zhì)量計(jì)算試樣氣干時(shí)的含水率。根據(jù)公式(5)和(6)計(jì)算徑向和弦向的全干縮率和體積干縮率：

式中：—試樣徑向、弦向或體積的干縮率(%)；L—試樣氣干時(shí)徑向或弦向的尺寸(mm)；L—試樣全干時(shí)徑向或弦向的尺寸(mm)；max—試樣氣干時(shí)的體積，單位為立方毫米(mm3)；0—試樣全干時(shí)的體積，單位為立方毫米(mm3)；

2　 結(jié)果與分析

2.1　 樹(shù)皮率的變異

樹(shù)皮是樹(shù)干組成的一部分，不同樹(shù)種樹(shù)皮率差異較大[13-14]。樹(shù)皮可作為藥材，食品、化工原料，樹(shù)皮率的高低直接影響木材的利用和市場(chǎng)價(jià)值。

由圖1可知，大花序桉9個(gè)種源中，體積樹(shù)皮率最大是種源19157，均值為24.9%，其次是種源20729，最小的是種源19488，均值為16.28%。質(zhì)量樹(shù)皮率最大是種源19157，均值為21.54%，最小的是種源19488，均值為14.34%。所有種源的體積樹(shù)皮率均大于質(zhì)量樹(shù)皮率。

大花序桉體積樹(shù)皮率在種源間存在顯著差異，質(zhì)量樹(shù)皮率在種源間存在極顯著差異(表1)。

圖1 大花序桉種源樹(shù)皮率

表1　 大花序桉種源樹(shù)皮率方差分析表

注：**表示＜0.01，下同

2.2　 生材密度的變異

由圖2可知，大花序桉各種源在樹(shù)高1.3、5.3、9.3 m處的生材密度沒(méi)有明顯變化規(guī)律。種源19488、種源20725、種源20727和種源20729的生材密度沿樹(shù)高方向逐漸遞增。種源19157和種源20720在3個(gè)樹(shù)高處生材密度相差不大。種源19155和種源20722在樹(shù)高5.3 m處生材密度明顯大于另外兩處，種源20730在樹(shù)高5.3 m處的生材密度則相反。由圖3可知，除種源19157、種源20730外，其余7個(gè)種源生材密度由髓心向外均逐漸增大。

圖2　 大花序桉種源生材密度在樹(shù)高上的變異

圖3 大花序桉種源1.3 m處生材密度徑向變異

由圖4可知，大花序桉9個(gè)種源中，種源19157生材密度最大，為1.179 g·cm-3，其次是種源20729，種源19488生材密度最小，為1.106 g·cm-3。方差分析結(jié)果(表2)表明：大花序桉生材密度在種源間差異不顯著。

表2　 大花序桉種源1.3 m生材密度方差分析表

圖4 大花序桉種源1.3 m處生材密度

2.3　 Pilodyn測(cè)定值的變異

表3為大花序桉種源活立木Pilodyn測(cè)定值的統(tǒng)計(jì)結(jié)果。各種源Pilodyn測(cè)定值的變異范圍為16.75 ~ 24.40，種源20730最大，依次為種源19488，種源20722，種源20727最小。變異系數(shù)變幅范圍為5.06% ~ 35.51%，變化幅度較大，種源20725最大，種源20722最小。對(duì)Pilodyn測(cè)定值進(jìn)行方差分析(表4)，表明活立木Pilodyn測(cè)定值在種源間不存在顯著差異。

表3　 大花序桉種源活立木Pilodyn測(cè)定值統(tǒng)計(jì)結(jié)果

表4　大花序桉種源木材Pilodyn值方差分析

由圖5可知，大花序桉種源基本密度變幅范圍為0.560 ~ 0.630 g·cm-3，其中種源19157最大，種源19488最小，最大值比最小值大12.5%。方差分析(表5)表明，大花序桉木材基本密度在種源間不存在顯著差異。

圖5　大花序桉種源1.3 m高度基本密度

表5 　大花序桉基本密度方差分析表

2.4 　木材干縮性的變異

2.4.1橫向全干縮率的變異

干縮對(duì)木材利用的影響主要是引起木制品收縮而產(chǎn)生的縫隙、翹曲變形及開(kāi)裂。橫向干縮分為徑向干縮和弦向干縮。由表6可知，大花序桉種源木材徑向全干縮率的變異范圍為2.32% ~ 3.88%，其中種源19155最大，其次是種源20727，最小的是種源20725；變異系數(shù)為11.00% ~ 20.72%，種源20727最大，種源19155最小。大花序桉種源弦向全干縮率的變異范圍為3.83% ~ 5.73%，種源20727最大，種源20725最?。蛔儺愊禂?shù)為10.80% ~ 20.93%。大花序桉種源徑向全干縮率和弦向全干縮率的變異系數(shù)均大于10%。方差分析結(jié)果表明(表7)，大花序桉木材橫向全干縮率在種源間存在極顯著差異。

表6　大花序桉種源木材橫向全干縮率結(jié)果　　　　　　　　　　　%

表7　 大花序桉種源木材橫向全干縮率方差分析結(jié)果

2.4.2差異干縮和體積全干縮率

差異干縮是反映木材干燥時(shí)，是否易翹曲和開(kāi)裂的重要指標(biāo)。由表8可知，大花序桉種源間差異干縮變幅范圍1.48% ~ 1.67%，其中種源20725最大，種源19157最小。變異系數(shù)為10.06% ~ 14.03%。體積全干縮率變幅范圍為6.06% ~ 9.20%，其中種源20727最大，種源20725最小，變異系數(shù)為10.44% ~ 19.55%。

表9的結(jié)果表明大花序桉木材差異干縮和體積全干縮率在種源間均存在極顯著差異。

表8　 大花序桉種源間木材差異干縮和體積全干縮率統(tǒng)計(jì)結(jié)果　　　　　　%

表9　 大花序桉種源間木材差異干縮和體積全干縮率方差分析

3　 結(jié)論與討論

(1) 6 a生大花序桉種源體積樹(shù)皮率均值為16.28% ~ 24.90%，質(zhì)量樹(shù)皮率為14.34% ~ 21.54%，在種源間均存在顯著或極顯著差異。比6 a生尾巨桉()體積樹(shù)皮率(16.29%)、質(zhì)量樹(shù)皮率(14.57%)[15]大，這是因?yàn)榇蠡ㄐ蜩駱?shù)皮隨著樹(shù)齡增大而增大，但不脫落，而尾巨桉樹(shù)皮每年表皮即行脫落，產(chǎn)生新生周皮。所有種源的體積樹(shù)皮率均大于質(zhì)量樹(shù)皮率，這是因?yàn)闃?shù)皮的生材含水率要比木質(zhì)部的含水率大[15]，這一規(guī)律與尾巨桉[15]、速生桉[16]的研究結(jié)果一致。

(2) 大花序桉9個(gè)種源木材生材密度和基本密度值由大到小排列順序基本一致，但與Pilodyn測(cè)定值排列順序差異較大。這與桉樹(shù)無(wú)性系Pilodyn測(cè)定值和基本密度間存在極顯著的負(fù)相關(guān)，與生材密度存在不顯著負(fù)相關(guān)[17]的這一研究結(jié)果不一致，原因有待進(jìn)一步研究。

(3) 大花序桉徑向全干縮率為2.32% ~ 3.88%，變異系數(shù)為11.00% ~ 20.72%；弦向全干縮率為3.83% ~ 5.73%，變異系數(shù)為10.80% ~ 20.93%。木材弦向干縮率變化幅度較大，其影響因素可能為晚材、徑向木射線的抑制作用、細(xì)胞徑向壁與弦向壁木質(zhì)素含量的差異及紋孔數(shù)量的多少有關(guān)[3]。差異干縮為1.48% ~ 1.67%，變異系數(shù)為10.06% ~ 14.03%；體積全干縮率變幅范圍為6.06% ~ 9.20%，變異系數(shù)為10.44% ~ 19.55%。差異干縮值可分成3級(jí)：D>2為大；1.5≤D≤2為中；D<1.5為小[3]。根據(jù)分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，6 a生的大花序桉種源木材差異干縮屬中級(jí)，在木材干燥時(shí)采用軟基準(zhǔn)可獲得較好的干燥質(zhì)量。

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Provenance Variation infor Physical Properties of Juvenile Wood

YU Yuzhu1, SU Yuanyu1, LU Yanliu1, REN Shiqi2, YANG Zhongning3,LU Cuixiang2, ZHOU Wei2

(,,,; 2,; 3.,)

Variation among 9 provenances offor physical properties of 6-year-old wood were investigated by sampling in various horizontal and vertical directions within stems. The results showed that there were significant differences among provenances for bark percentage, total radial shrinkage, total tangential shrinkage, shrinkage ratio (tangential to radial direction) and total volumetric shrinkage. Wood density showed irregularity in all provenances and 7 provenances showed increasing wood density as tree age increased. Overall, shrinkage of 6-year-oldwood was classified as being in the medium class.

; juvenile wood; physical properties; variation

S781.3

A

廣西重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃(桂科AB16380036)；廣西科技重大專項(xiàng)(桂科AA17204087-6)

余玉珠(1982― )，女，工程師，主要從事林木種苗培育及森林經(jīng)營(yíng)管理， E-mail:109095170@qq.com

盧翠香(1982— )，女，高級(jí)工程師，主要從事木材科學(xué)研究，E-mail:48002809@qq.com