不同竹龄毛竹基本密度的株内及株间变异1)

王 喆 章卫钢 李景鹏 韩申杰 金春德

(浙江农林大学，临安，311300)

毛竹(Phyllotachys pubescens)干型粗大端直，材质坚硬强韧，是我国竹类植物中分布最广、用途最多的优良竹种。毛竹材的基本密度是衡量其材质的重要指标之一，在很大程度上影响毛竹材的加工利用。竹材的密度受到多种因素的影响，竹龄、竹干部位、立地条件等对其都有一定的影响。对竹材材性的变异，虽有大量研究[1－7]，但未见利用方差分析、多重比较q检验和回归分析等综合研究毛竹基本密度的变异规律。本文对不同竹龄毛竹的基本密度株内株间变异进行了研究，并且利用多种统计分析方法，对毛竹基本密度进行了深入地分析，为毛竹材性的深入研究及加工利用提供参考。

1 材料与方法

毛竹材采自浙江省龙游县溪口镇红庙村同一毛竹林样地，8个不同竹龄(1～8年生)，胸径10～12 cm;1～7年生每个竹龄分别选取3株，8年生选取2株，共23株。齐地伐倒后，每株试材分别从距伐断处 1.5、3.5、5.5 m 处截取1 个1 cm 高的竹环，自下而上依次编号标记为1、2、3。

在竹环东西南北4个方向上对称取样，试样尺寸为10 mm(纵向)×4 mm(弦向)×h(壁厚)。将试样按竹青、竹肉、竹黄分界线，沿竹壁平行方向进行劈制，分别制成竹肉、竹青片、竹黄片。将劈制的试样浸泡在清水中至饱和状态后，采用排水法[8]测定各试样的体积;然后，用试样的绝干质量与试样饱和水时的体积之比得到毛竹的基本密度。

2 结果与分析

不同竹龄、不同株号、不同高度和不同径向部位，毛竹基本密度的测试结果见表1。

2.1 毛竹材基本密度的株内变异

2.1.1 株内毛竹基本密度的径向变异

由表1可见:3个不同高度，径向基本密度的变化具有一致性，从大到小顺序为竹青、竹黄、竹肉。由熊文愈[9]、荣佩瑞[10]的研究结果可知，竹材的外侧皮层由外表皮、内表皮和内皮层3种不同形状的细胞组成。表皮层由长形细胞、栓质细胞、硅质细胞等组成。栓质细胞和硅质细胞常成对结合，散生于长形细胞纵行的行列之中，致使竹青的组织排列致密。硅质细胞含有硅质，使竹青的基本密度增加。竹黄的基本密度大于竹肉的基本密度，主要是由于竹黄由多层的石细胞构成，而石细胞是厚壁细胞，其中有较多的细胞壁物质。经方差分析，不同竹龄株内不同径向部位毛竹基本密度在0.01水平上差异显著;经过多重比较q检验，除2年生竹肉与竹黄基本密度差异不显著外，其余两两之间均差异显著。

2.1.2 株内毛竹基本密度的纵向变异

3个部位的基本密度，纵向变化的趋势基本一致，从大到小顺序为 5.5、3.5、1.5 m，即随着竹干高度的增高基本密度随之升高。主要原因:是竹干从下部到上部，维管束密度逐渐增大，导管孔径变细，致使基本密度增大。而竹青与竹黄基本密度变化，可能与细胞的结构有关，如细胞壁的加厚程度和木质化的程度。对测试结果进行方差分析发现:竹黄是2年生与8年生的基本密度纵向变异差异显著;竹肉是2年生与7年生的基本密度纵向变异差异显著;竹青纵向变异无显著性差异。经多重比较q检验，竹黄2年生基本密度，是1.5 m的与5.5 m的差异显著、3.5 m的与5.5 m的差异显著;8年生基本密度，是 1.5 m 的与 3.5 m 的、与 5.5 m 的差异显著。竹肉2年生基本密度，是1.5 m 的与3.5 m 的、与5.5 m的差异显著;7年生基本密度，是1.5 m的与5.5 m的差异显著。

表1 不同竹龄、不同高度和不同径向部位毛竹基本密度的测试结果

2.2 毛竹材基本密度的株间变异

2.2.1 同龄毛竹株间基本密度的变异

由表1可知，同龄毛竹株间径向与纵向变异的总趋势与株内的相似，但株间不同单株的变异仍有差异。对测试结果进行方差分析，结果显示:竹黄的1年生、4年生和5年生株间基本密度，在0.01水平上差异显著;竹肉的1年生株间基本密度在0.01水平上差异显著，5年生、8年生株间基本密度在0.05水平上差异显著;竹青的6年生株间基本密度，在0.01水平上差异显著。其余各竹龄竹黄、竹肉和竹青株间基本密度均无显著性差异。经多重比较q检验，竹黄基本密度:1年生，1.5 m 处第 1、2、3株两两之间差异显著，3.5 m处第1、2、3株两两之间差异显著，5.5 m处第1株分别与第2、3株之间差异显著;4年生，1.5 m处第1株分别与第2、3株之间差异显著，3.5 m处第1株分别与第2、3株之间差异显著，5.5 m 处无显著差异;5 年生，1.5 m 处第 1、2、3 株两两之间差异显著，3.5 m处第2株分别与第1、3株之间差异显著，5.5 m处第2株分别与第1、3株之间差异显著。竹肉基本密度:1年生，1.5 m处第1株与第2株之间差异显著，3.5 m处第1株分别与第2、3株之间差异显著，5.5 m处第1株分别与第2、3株之间差异显著;5年生，1.5 m 处第1、2、3株两两之间差异显著，3.5 m处第1、2、3株两两之间差异显著，5.5 m处第3株分别与第1、2株之间差异显著。竹青基本密度:6年生，1.5 m处第1株分别与第2、3株之间差异显著，3.5 m处第1株与第3株之间差异显著，5.5 m处第1株分别与第2、3株之间差异显著。

2.2.2 不同竹龄毛竹基本密度的变异

由表1可知:1年生的竹黄基本密度最低，2年生的竹黄基本密度迅速增长，3年生的竹黄基本密度略有降低，之后小幅波动并呈上升趋势，7年生的竹黄基本密达到最大值，8年生的竹黄基本密较7年生的竹黄基本密有所下降。

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较1年生的竹肉基本密度有较大幅度的增加，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趋势，8年生时竹肉基本密度达最大值;3.5、5.5 m 高度，竹肉基本密度呈波动趋势增长，7年生时竹肉基本密度达最大值。

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长较多，3年生的竹青基本密度较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长，之后呈波动趋势。1.5、3.5 m高度，7年生的竹青基本密度达最大值;5.5 m高度，8年生的竹青基本密度达最大值。这主要的原因是:竹材细胞壁及内容物是随年龄的增长而逐渐充实和变化的;由刘波[11]研究结果可知，毛竹纤维细胞1年生时次生壁的层数为3～6层;2～6年生时，竹青部分的次生壁层数为6～11层，竹黄部分的次生壁层数也有所增加;6～9年生时，次生壁的层数有所降低;次生壁层数的变化会导致细胞壁物质的变化，因此也会引起毛竹基本密度的变化。对不同竹龄毛竹基本密度的测试结果进行方差分析，不同竹龄的竹黄、竹肉及竹青的基本密度在0.01水平上具有极显著的差异。

经多重比较q检验，竹黄基本密度:1.5 m处，1年生分别与6～8年生之间差异显著;3.5 m处，1年生分别与2～8年生之间差异显著;5.5 m处，1年生分别与2～8年生之间差异显著。竹肉基本密度:1.5 m处，1年生分别与2、7、8年生之间差异显著;3.5m处，1年生分别与2～8年生之间差异显著;5.5 m处，1年生分别与2～8年生之间差异显著。竹青基本密度:1.5 m处，1年生分别与7、8年生之间差异显著;3.5 m处，无显著差异;5.5 m 处，1年生分别与 2、4、5、7、8 年生之间差异显著。

2.3 基本密度变异方程的建立

由表2可见:当基本密度变异方程为ρ=exp(a+bt)时，竹黄基本密度、竹肉基本密度与竹龄回归方程的拟合度较高;当基本密度变异方程为ρ=a+bt+ct2+dt3时，竹青基本密度与竹龄回归方程的拟合度高。

从模拟的回归方程结果看，选择的变异方程ρ=exp(a+bt)和ρ=a+bt+ct2+dt3较为理想:竹黄相关系数从0.881到0.953，竹肉相关系数从0.882到0.894，竹青相关系数从 0.797 到 0.873。由于每年的气候等生长条件的差异，显示出竹材的生长状况也不同;但基本密度总是按一定的变化趋势变化，到了成熟材趋于相对稳定。

表2 毛竹材基本密度与竹龄的回归方程

3 结论

3个高度的径向基本密度变化具有一致性，从大到小顺序为竹青、竹黄、竹肉。毛竹株内径向部位基本密度的变化，在0.01水平上差异极显著;株内基本密度纵向的变化规律，从大到小顺序为5.5、3.5、1.5 m，即随高度增加株内基本密度逐渐增大。2年生与8年生的竹黄基本密度，纵向变异差异显著;2年生与7年生的竹肉基本密度，纵向变异差异显著;竹青基本密度，纵向变异无显著性差异。

1年生、4年生和5年生竹黄的株间基本密度，在0.01水平上差异显著。1年生竹肉的株间基本密度，在0.01水平上差异显著;5年生与8年生竹肉的基本密度，在0.05水平上差异显著。6年生竹青基本密度，在0.01水平上差异显著。其余各竹龄竹黄、竹肉和竹青株间基本密度，均无显著性差异。不同竹龄的竹黄、竹肉及竹青的基本密度，在0.01水平上具有极显著的差异。

采用回归分析方法，根据基本密度数据得出竹黄基本密度、竹肉基本密度与竹龄的回归方程为ρ=exp(a+bt)，竹青基本密度与竹龄的回归方程为ρ=a+bt+ct2+dt3。

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