大花序桉种源幼龄材木材物理性质变异

余玉珠，苏远玉，陆艳柳，任世奇，杨中宁，卢翠香，周维



大花序桉种源幼龄材木材物理性质变异

余玉珠1，苏远玉1，陆艳柳1，任世奇2，杨中宁3，卢翠香2＊，周维2

(1.广西国有钦廉林场，广西 钦州 535000；2.广西林业科学研究院，国家林业局中南速生材繁育实验室，广西优良用材林资源培育重点实验室，广西 南宁 530002；3.广西国有七坡林场，广西 南宁 530225)

用伐倒木取样，按国家标准制作测定试件，研究6 a生大花序桉9个种源木材物理性质在种源间、树干高度及径向上的变异规律。结果表明：大花序桉木材树皮率、横向全干缩率、差异干缩和体积全干缩率在种源间均存在显著差异；各种源木材密度在树干高度上无明显规律，大部分种源木材密度沿髓心向外逐渐增大。6 a生的大花序桉木材差异干缩属中级。

大花序桉；幼龄材；物理性质；变异

大花序桉()又称澳洲大花梨，为桃金娘科桉属植物[1]，是我国南方主要桉树速生锯材树种，其生长快、材质好、适应性强，经济效益和生态效益显著。我国1972年引种大花序桉并在南方各林区广泛种植。目前，我国大花序桉人工林面积约10万公顷，处于加紧培育和扩大种植阶段[2]。大花序桉作为实木材和中大径级材的培育对象，一直是桉树研究领域的热点。

材性决定木材的经济价值，直接影响到木材的加工和利用[3]。材性性状的遗传具有稳定性[4-6]，在林木早期选择中要特别强调木材质量，以便取得良好的选择效果。周维等[7-8]研究表明6 a生大花序桉种源间纤维特性和力学性质存在显著差异，力学性质均达中等至高级水平，属高等级材，作为中大径材培育有更大发展空间。项东云等[9]研究表明18 a生大花序桉种源木材弹性模量种源间差异显著，株间差异大于种源间差异，在种源选择基础上进行单株选择，可获得更高的改良效果。李昌荣等[10]采用SmithHaze综合指数选择法对9.5 a生的大花序桉种源的生长性状和木材性状进行选择，发现生长和材性性状种源间差异极显著，家系间差异显著，生长性状对材性性状间接选择效果不好，基本密度对其他材性性状的间接选择效果较好。

本研究对6 a生大花序桉9个种源木材物理性质进行探讨，为大花序桉实木材与中大径材的综合评价、定向培育和木材合理利用提供依据。

1 　材料与方法

1.1 　材料

试材采自广西钦廉林场大花序桉种源/家系试验林，共9个种源45个单株参试，样木基本情况见文献[8]。试验采用完全随机区组设计，单株小区，30次重复，株行距2 m × 3.5 m，造林日期为2004年5月。采伐日期2010年5月。

1.2　 试验方法

1.2.1树皮率的测定

①用钢直尺测量圆盘的带皮半径皮和圆盘的高度，最后量圆盘的去皮半径木，同一圆盘分别按东-西、南-北、东南-西北、西南-东北方向测量4次，最后用平均值计算，根据公式(1)计算树皮体积百分率：

②用天平(精确至0.01g)称量圆盘带皮重量皮，再称圆盘去皮重量木，根据公式(2)计算树皮质量百分率：

1.2.2生材密度的测定

①采用立木木材密度测试仪(Pilodyn6J)进行测定，在树高1.3 m处沿东、南、西、北4个方向分别凿开大小为5 cm × 5 cm的窗口，用Pilodyn进行测定，取4个方向数据均值作为所测株树的生材密度参考值。

②将圆盘由髓心向外沿东北方向切取1根1cm宽的方条，切取髓心(S)、中间部分(M)、边材部分(B)3个试样。用千分天平称量生材质量生，生材体积生由排水法测定，根据公式(3)计算生材密度：

1.2.3基本密度的测定

与生材密度为同一试样。依照文献[11]的规定进行，将试样放入烘箱烘至绝干，称重，记干，根据公式(4)计算基本密度：

1.2.4干缩性的测定

依照文献[12]的规定进行，试样烘绝干，测量各试样全干时的质量和径向、弦向及纵向尺寸，根据试样气干和全干时的质量计算试样气干时的含水率。根据公式(5)和(6)计算径向和弦向的全干缩率和体积干缩率：

式中：—试样径向、弦向或体积的干缩率(%)；L—试样气干时径向或弦向的尺寸(mm)；L—试样全干时径向或弦向的尺寸(mm)；max—试样气干时的体积，单位为立方毫米(mm3)；0—试样全干时的体积，单位为立方毫米(mm3)；

2　 结果与分析

2.1　 树皮率的变异

树皮是树干组成的一部分，不同树种树皮率差异较大[13-14]。树皮可作为药材，食品、化工原料，树皮率的高低直接影响木材的利用和市场价值。

由图1可知，大花序桉9个种源中，体积树皮率最大是种源19157，均值为24.9%，其次是种源20729，最小的是种源19488，均值为16.28%。质量树皮率最大是种源19157，均值为21.54%，最小的是种源19488，均值为14.34%。所有种源的体积树皮率均大于质量树皮率。

大花序桉体积树皮率在种源间存在显著差异，质量树皮率在种源间存在极显著差异(表1)。

图1 大花序桉种源树皮率

表1　 大花序桉种源树皮率方差分析表

注：**表示＜0.01，下同

2.2　 生材密度的变异

由图2可知，大花序桉各种源在树高1.3、5.3、9.3 m处的生材密度没有明显变化规律。种源19488、种源20725、种源20727和种源20729的生材密度沿树高方向逐渐递增。种源19157和种源20720在3个树高处生材密度相差不大。种源19155和种源20722在树高5.3 m处生材密度明显大于另外两处，种源20730在树高5.3 m处的生材密度则相反。由图3可知，除种源19157、种源20730外，其余7个种源生材密度由髓心向外均逐渐增大。

图2　 大花序桉种源生材密度在树高上的变异

图3 大花序桉种源1.3 m处生材密度径向变异

由图4可知，大花序桉9个种源中，种源19157生材密度最大，为1.179 g·cm-3，其次是种源20729，种源19488生材密度最小，为1.106 g·cm-3。方差分析结果(表2)表明：大花序桉生材密度在种源间差异不显著。

表2　 大花序桉种源1.3 m生材密度方差分析表

图4 大花序桉种源1.3 m处生材密度

2.3　 Pilodyn测定值的变异

表3为大花序桉种源活立木Pilodyn测定值的统计结果。各种源Pilodyn测定值的变异范围为16.75 ~ 24.40，种源20730最大，依次为种源19488，种源20722，种源20727最小。变异系数变幅范围为5.06% ~ 35.51%，变化幅度较大，种源20725最大，种源20722最小。对Pilodyn测定值进行方差分析(表4)，表明活立木Pilodyn测定值在种源间不存在显著差异。

表3　 大花序桉种源活立木Pilodyn测定值统计结果

表4　大花序桉种源木材Pilodyn值方差分析

由图5可知，大花序桉种源基本密度变幅范围为0.560 ~ 0.630 g·cm-3，其中种源19157最大，种源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种源间不存在显著差异。

图5　大花序桉种源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 　木材干缩性的变异

2.4.1横向全干缩率的变异

干缩对木材利用的影响主要是引起木制品收缩而产生的缝隙、翘曲变形及开裂。横向干缩分为径向干缩和弦向干缩。由表6可知，大花序桉种源木材径向全干缩率的变异范围为2.32% ~ 3.88%，其中种源19155最大，其次是种源20727，最小的是种源20725；变异系数为11.00% ~ 20.72%，种源20727最大，种源19155最小。大花序桉种源弦向全干缩率的变异范围为3.83% ~ 5.73%，种源20727最大，种源20725最小；变异系数为10.80% ~ 20.93%。大花序桉种源径向全干缩率和弦向全干缩率的变异系数均大于10%。方差分析结果表明(表7)，大花序桉木材横向全干缩率在种源间存在极显著差异。

表6　大花序桉种源木材横向全干缩率结果　　　　　　　　　　　%

表7　 大花序桉种源木材横向全干缩率方差分析结果

2.4.2差异干缩和体积全干缩率

差异干缩是反映木材干燥时，是否易翘曲和开裂的重要指标。由表8可知，大花序桉种源间差异干缩变幅范围1.48% ~ 1.67%，其中种源20725最大，种源19157最小。变异系数为10.06% ~ 14.03%。体积全干缩率变幅范围为6.06% ~ 9.20%，其中种源20727最大，种源20725最小，变异系数为10.44% ~ 19.55%。

表9的结果表明大花序桉木材差异干缩和体积全干缩率在种源间均存在极显著差异。

表8　 大花序桉种源间木材差异干缩和体积全干缩率统计结果　　　　　　%

表9　 大花序桉种源间木材差异干缩和体积全干缩率方差分析

3　 结论与讨论

(1) 6 a生大花序桉种源体积树皮率均值为16.28% ~ 24.90%，质量树皮率为14.34% ~ 21.54%，在种源间均存在显著或极显著差异。比6 a生尾巨桉()体积树皮率(16.29%)、质量树皮率(14.57%)[15]大，这是因为大花序桉树皮随着树龄增大而增大，但不脱落，而尾巨桉树皮每年表皮即行脱落，产生新生周皮。所有种源的体积树皮率均大于质量树皮率，这是因为树皮的生材含水率要比木质部的含水率大[15]，这一规律与尾巨桉[15]、速生桉[16]的研究结果一致。

(2) 大花序桉9个种源木材生材密度和基本密度值由大到小排列顺序基本一致，但与Pilodyn测定值排列顺序差异较大。这与桉树无性系Pilodyn测定值和基本密度间存在极显著的负相关，与生材密度存在不显著负相关[17]的这一研究结果不一致，原因有待进一步研究。

(3) 大花序桉径向全干缩率为2.32% ~ 3.88%，变异系数为11.00% ~ 20.72%；弦向全干缩率为3.83% ~ 5.73%，变异系数为10.80% ~ 20.93%。木材弦向干缩率变化幅度较大，其影响因素可能为晚材、径向木射线的抑制作用、细胞径向壁与弦向壁木质素含量的差异及纹孔数量的多少有关[3]。差异干缩为1.48% ~ 1.67%，变异系数为10.06% ~ 14.03%；体积全干缩率变幅范围为6.06% ~ 9.20%，变异系数为10.44% ~ 19.55%。差异干缩值可分成3级：D>2为大；1.5≤D≤2为中；D<1.5为小[3]。根据分级标准，6 a生的大花序桉种源木材差异干缩属中级，在木材干燥时采用软基准可获得较好的干燥质量。

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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

广西重点研发计划(桂科AB16380036)；广西科技重大专项(桂科AA17204087-6)

余玉珠(1982― )，女，工程师，主要从事林木种苗培育及森林经营管理， E-mail:109095170@qq.com

卢翠香(1982— )，女，高级工程师，主要从事木材科学研究，E-mail:48002809@qq.com