杂种桉无性系不同树干高度材性变异分析

吴世军, 陈广超, 徐建民, 李光友, 宋佩宁, 郭文仲

(1.中国林科院热带林业研究所,广东 广州 510520；2.广东省岭南综合勘察设计院,广东 广州 510000)

桉树(Eucalyptus)是桃金娘科(Mytaceae)桉树属(Eucalyptus)树种的统称，天然分布于大洋洲的澳大利亚大陆，少数种原产印度尼西亚的帝汶等岛屿和巴亚新几里亚[1-2].桉树开展杂交育种已有30多年，我国桉树无性系选育工作已取得显著的成绩,桉树无性系人工林也已步入了一个高速发展时期.随着中国南方桉树丰产林的蓬勃发展，通过杂交育种高产无性系不断推出，如占主导地位的东门林场DH系列、广西林科院广林系列、钦州林科所钦系列、雷州林业局林科所的U6、热林所TH系列等[3].但是，国内桉树无性系遗传基础较窄，主要有尾叶桉和巨桉杂交种[4-7]；其次，国内桉树无性系的平均年产量约为20 m3·hm-2·a-1，低于国外热带和亚热带地区的平均水平(如巴西、刚果、南非和澳大利亚的商品林年产量为30～90 m3·hm-2·a-1[8-11]).

本文通过对建立在江门地区的24个桉树无性系试验林进行不同树干高度的材性指标测定和综合评价，旨在探讨参试无性系不同树干高度的材性变异规律,为推广和合理利用桉树无性系林业提供依据.

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验地位于广东省江门市新会区罗坑镇(22°22′N，112°52′E，海拔45 m)，属南亚热带海洋性季风气候区；年降雨量1 800 mm；年平均气温21.8 ℃，最高月(7月)平均气温28.3 ℃，最低月(1月)平均气温13.4 ℃，绝对最低温0.3 ℃；无霜期339 d，年均积温7 959 ℃.林地为花岗岩发育的赤红壤，土层深厚，有机质含量0.77%，全N含量0.29%，全P含量0.004%，全K含量0.25%，有效N含量30 mg·kg-1，有效P含量1 mg·kg-1，有效K含量29 mg·kg-1，pH值4.9.坡向西南，坡度10°，试验地位于中下坡.造林地为相思林采伐迹地，植被有芒箕(Dicranopterispedata(Honutt.) Nakaike)、毛玉叶金花(MussaendapubeseensAit)、桃金娘(RhodomyrtustomentosaHassk.)等[12].

1.2 供试材料

试验林建立于2004年5月,调查林龄为8.5 a，参试桉树无性系共24个(表1).以华南地区大面积推广的U6无性系为对照.采用完全随机区组设计试验，5株小区，6次重复.株行距3 m×2 m，穴状整地，穴规格50 cm×50 cm×40 cm，造林时每穴施桉树专用肥1.0 kg.造林当年和翌年各抚育(追肥)1次(复合肥1.0 kg·次-1·穴-1).同时在其中2个无性系小区中各选取1株平均木伐倒，每隔1.3 m采集树皮，在去树皮的位置用内径5 mm的生长锥由南向北钻取从木材外部穿髓心的木芯，室内测定木材密度和纤维特性.木材密度的测定采用排水法[13]，木材基本密度=绝干材重量/饱和水体积.木芯经硝酸和氯酸钠离析后，利用纤维质量分析仪(FQA-code IDA02)进行测定.

表1 参试无性系概况Table 1 Details of studied clones

1.3 统计分析

采用SAS软件包对木材密度、纤维长度、纤维宽度和树皮厚度开展方差分析和变异规律统计.方差分析模型：yij=μ+αi+βi+γi+εij，式中:yij为观察值；μ为总体平均值；αi为无性系间；βi为区组间；γi为高度间；εij为误差.

2 结果与分析

2.1 参试性状方差分析

方差分析结果表明参试性状在无性系间差异均极显著.单株材积、木材密度、纤维长、纤维宽和树皮厚度在无性系间差异较大；单株材积和树皮厚度在重复间差异不显著，表明树皮厚度受环境影响不大.木材密度和纤维长在重复间差异极显著，纤维宽在重复间差异显著，表明木材密度和纤维性状与土壤条件有关.但是树皮厚度在不同高度间差异极显著，木材密度差异显著，纤维长度和宽度差异不显著.表明纤维特性在树干不同高度变化不大，木材密度在不同树干高度上变化较大.

表2 参试性状方差分析Table 2 Variance analysis of traits

2.2 参试性状变异分析

从图1可知：不同无性系木材密度差异很大且变异规律均不同，有的无性系木材密度有递增趋势，有的无性系木材密度呈递减或U字型趋势，最大值在基部、中部和上部均有出现，无明显变化规律.因此在开展木材利用时需根据不同无性系酌情考量.总体而言，木材密度为0.4～0.6 g·cm-3，0.42～0.52 g·cm-3密度的木材比较适合制浆造纸；1号、12号、22号和23号无性系具有较高的生长量和木材密度；生长量最小的是2号、6号和8号无性系；木材密度较小的是5号、9号、14号和15号无性系.

从图2、3可知，不同无性系纤维特性差异很大，变异规律也不尽相同.不同无性系纤维长度的变异规律不同，纤维长度的差异大于纤维宽度，而不同无性系的纤维宽度呈现随树干高度递减的趋势.纤维长度主要集中在0.4～0.8 mm，3号、14号、15号和22号无性系具有较大的纤维长度，4号、5号、6号、7号和8号无性系则具有较小的纤维长度；纤维宽度主要集中在15～21 μm，1、4、14和24号无性系具有较高的纤维宽度，2、4、6和8号无性系具有较小的纤维宽度.

图1 参试无性系不同高度木材密度测定值Fig.1 Basic density of studied clones of different height

图2 参试无性系不同高度纤维长度测定值Fig.2 Fiber length of studied clones of different height

从图4可知：不同无性系树皮厚度差异很大，变异规律有所差异，但每个无性系树皮厚度的最大值均出现在树干底部；2、7、14、20、21、22、23和24号无性系呈U字型趋势，其他无性系呈现总体下降趋势；树皮厚度为1.5～12.5 cm，主要集中在2～4 cm；1、2、4、7、18和20号无性系具有较大的树皮厚度，3、15和19号具有较小的树皮厚度.

图3 参试无性系不同高度纤维宽度测定值Fig.3 Fiber widths of studied clones of different height

图4 参试无性系不同高度树皮厚度测定值Fig.4 Bark thickness of studied clones of different height

2.3 DH32-29个案分析

无性系DH32-29是由尾叶桉和巨桉杂交而成，因其速生、干性通直、适应性广而著称.国内种植的桉树人工林中，该无性系占50%左右.以DH32-29为例分析不同高度木材密度、树皮厚度、纤维长度和纤维宽度的变化趋势(图5～8)，木材密度随着高度变化在9～11 m有所增加，9 m以下和11 m以上的木材密度差异不大；纤维长度随着树干高度的变化出现较大变化，2.6、3.9和14.3 m树干高度的纤维长度较大，9.1 m处出现最小值；纤维宽度随着树干高度的变化出现较大变化，2.6、3.9和15.6 m树干高度的纤维宽度较大，6.5 m处出现最小值；2.6 m以下树干的树皮厚度在4 cm以上，2.6 m以上树干的树皮厚度下降至2.2 cm左右，且保持至树干顶部.

3 小结

对8.5年生的24个无性系开展不同高度的材性调查分析，方差分析结果表明参试无性系在单株材积、木材密度、纤维长、纤维宽和树皮厚度上均差异较大，不同树干高度的纤维特性差异明显，其他指标差异不显著；不同无性系不同高度的木材密度变化规律不同，在开展木材利用时无需考虑木材位置；参试无性系树皮厚度最大值均出现在树干基部，参试无性系不同高度的树皮厚度呈递减和U字型两种变化趋势；DH32-29木材密度随着高度的变化(9～11 m)有所增加，9 m以下和11 m以上的木材密度差异不大.纤维长度随着树干高度变化较大；纤维宽度随树干高度变化较大，2.6、3.9和15.6 m树干高度的纤维宽度较大，6.5 m出现最小值；2.6 m以下的树皮厚度在4 cm以上，2.6 m以上树皮厚度下降至2.2 cm左右，且保持至树干顶部.

图5 DH32-29不同高度纤维长度的变化趋势Fig.5 Variation trends of fiber length on different height of DH32-29

图6 DH32-29不同高度木材密度的变化趋势Fig.6 Variation trends of basic density on different height of DH32-29

图7 DH32-29不同高度纤维宽的变化趋势Fig.7 Variation trends of fiber width on different height of DH32-29

图8 DH32-29不同高度树皮厚度的变化趋势Fig.8 Variation trends of bark thickness on different height of DH32-29

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