红榉不同种源木材基本密度和干缩性比较

王旭军， 张连金， 许忠坤， 程 勇， 吴际友， 张玖荣， 黄 鹏

(1.湖南省林业科学院, 湖南 长沙 410004; 2.中国林业科学研究院华北林业实验中心, 北京 102300; 3.桑植县林业局, 湖南 桑植 427100)

红榉不同种源木材基本密度和干缩性比较

王旭军1， 张连金2， 许忠坤1， 程 勇1， 吴际友1， 张玖荣3， 黄 鹏3

(1.湖南省林业科学院, 湖南 长沙 410004; 2.中国林业科学研究院华北林业实验中心, 北京 102300; 3.桑植县林业局, 湖南 桑植 427100)

以湖南省6个红榉种源(天然种群)为研究对象，对其木材基本密度和径向全干干缩率等物理性质进行测定分析。结果表明： 不同红榉种源间木材基本密度的差异达极显著，而种源内木材基本密度比较稳定，变异较小；不同种源间木材径向全干干缩率不存在显著差异，但种源内不同个体间的差异显著。红榉木材基本密度与径向全干干缩率相关性不显著。这2个性状基本上相互独立遗传，且两者与各地理气候因子相关性也不显著。

红榉； 种源； 木材基本密度； 径向全干干缩率

多数树种的不同种源、家系、无性系间,甚至同一株树不同部位，其木材密度和干缩性均存在着变异性[1～3]。木材密度是衡量木材材性的一个关键性指标，也是木材加工中的重要指标，而木材的干缩性是直接决定其稳定性的重要物理性质之一。因此，探讨某一树种的木材密度和干缩性的变异对其良种选育和科学利用具有重要意义。大叶榉(ZelkovaschneiderianaHand-Mazz.)为榆科榉属落叶大乔木，因其老龄木材带赤色而俗称“红榉”。红榉木材为一类材，致密坚硬，色纹均美，为高档硬阔叶用材，但易变形，易开裂，从而使得其实际利用率大幅降低。目前关于红榉的研究多集中于苗木繁育和丰产栽培等方面[4～7]，关于其木材材性的研究报道不多，仅局限于其解剖学方面特征的研究[8]。为此，作者以6个红榉天然种群为研究对象，探讨其木材基本密度和干缩性的变化，以期为红榉优良种源的选择和定向培育及加工利用提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验用材料为湖南桑植芭茅溪、桑植鸡公垭、古丈高望界、城步、新宁和攸县等6个天然种源。各天然群体所在地的地理气候条件见表1。

表1 红榉不同种源所在地的地理气候条件Tab.1 GeographicandmeteorologicalfactorsofdifferentprovenancesofZelkovaschneiderianaHand-Mazz.种源经度纬度海拔(m)年均温(℃)年降雨量(mm)无霜期(天)芭茅溪110°04'E29°44'N90511.52105.4190鸡公垭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新宁110°35'E26°28'N90317.01326.6291攸县113°49'E27°15'N44017.81410.8292

1.2 试验方法

1.2.1 木芯样品采集 每个种源至少选取3株生长最佳植株，用直径5 mm的生长锥在其胸高上坡方位钻取完整无疵木芯，要求垂直树干并通过髓心钻取，且木芯长度超过胸径的一半。

1.2.2 室内测定 木材基本密度测定采用最大饱和含水量法[9]；木材干缩率的测定方法参照许忠坤等[10]的方法。

1.3 数据统计分析

数据分析和制表分别用SPSS16.0和Microsoft Office Excel 2003完成。

2 结果与分析

2.1 不同红榉种源木材基本密度比较

木材基本密度是判断木材物理性质及确定木材用途的有效参考指标[11]。由表2结果可知：红榉种源间木材基本密度的变化范围是0.54～0.72 g/cm3，变异系数为6.59%，总体均值达0.65 g/cm3，属中高密度范围。不同种源间比较，各种源木材基本密度的大小排序为：鸡公垭>古丈>芭茅溪>城步>新宁>攸县，木材基本密度最小的攸县种源仅为鸡公垭种源的82.6%，差异明显；不同种源木材基本密度的变异系数均在10%以内，特别是城步种源的变异系数仅为0.29%，说明红榉种源内木材基本密度比较稳定，变幅较小。

方差分析(表3)表明，不同红榉种源间木材基本密度的差异达到极显著水平。进一步多重比较(表2)表明：攸县种源的木材基本密度除与新宁种源差异未达显著水平外，均显著低于其他4个种源；新宁、城步、芭茅溪等种源又极显著或显著低于鸡公垭种源，而鸡公垭种源除与古丈种源未达显著性差异外，均显著或极显著高于其他4个种源。这说明木材基本密度在红榉种源间存在着丰富的变异，合理的种源选择对红榉木材基本密度的改良具有重要意义。

表2 不同红榉种源木材基本密度和干缩率的多重比较Tab.2 MultiplecomparisonofbasicdensityandradialshrinkageofwoodofdifferentprovenancesofZelkovaschneiderianaHand-Mazz.种源基本密度干缩率(%)平均值(g/cm3)最小值(g/cm3)最大值(g/cm3)变异系数(%)平均值最小值最大值变异系数(%)攸县0.57±0.033 Bd0.540.605.774.37±0.83 Aa3.755.3219.11新宁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鸡公垭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:数字后不同大小写字母分别表示在0.01与0.05水平上差异显著。

表3 不同红榉种源木材基本密度和干缩率的方差分析Tab.3 ANOVAanalysisofbasicdensityandradialshrinkageofwoodofdifferentprovenancesofZelkovaschneiderianaHand-Mazz.方差来源均方和自由度均方FSig.种源间0.04350.0098.6070.000基本密度种源内0.038380.001总和0.0843种源间4.42450.8851.870.123干缩率种源内17.984380.473总和22.40943

2.2 不同红榉种源木材干缩率比较

一般用干缩率来表征木材的干缩程度，而本文中的干缩率用木材径向全干干缩率来表示。由表2看出：红榉木材径向全干干缩率为3.59%，低于大花序桉的(6.73%)，但其变异系数(20.10%)却比大花序桉的(6.57%)[12]大，说明红榉木材稳定性比大花序桉的要好，但其变异性较大。不同种源间比较，种源间径向全干干缩率的变异范围为2.71%～4.37%，差异明显；攸县种源的径向全干干缩率最大，为4.37%；其次为古丈种源，为3.64%；最小的为鸡公垭种源，仅2.71%，为攸县种源的62%。但方差分析结果(表3)表明，不同种源间木材径向全干干缩率不存在显著差异。进一步多重比较(表2)却显示，鸡公垭种源木材的径向全干干缩率与攸县种源的差异达极显著，但与其他4个种源的差异不显著，且其他4个种源与攸县种源之间也无显著差异；各种源径向全干干缩率的变异系数变幅在11.23%～30.32%之间，按大小排序为芭茅溪>鸡公垭>攸县>古丈>新宁>城步，与径向全干干缩率的排序不一致，且变异系数最大的芭茅溪种源几乎为最小种源城步种源的3倍，种源间变异系数差异显著。综合表2和表3还可看出，所有种源的径向全干干缩率的变异系数均在10%以上，且较多的变异来自种源内个体间。因此，在充分利用种源变异的同时，还应重视种源内个体的选择，在种源选择的基础上进行个体改良将取得更好的效果。

2.3 不同红榉种源木材基本密度、干缩率与地理气候因子的相关性

表4为红榉木材基本密度、径向全干干缩率与地理气候因子的相关分析结果。由表4可以看出：

(1) 红榉木材基本密度与径向全干干缩率的相关系数为0.032，呈极弱度正相关，而17年生邓恩桉的木材基本密度与径向全干干缩率呈显著正相关[2]，这可能与树种特性有关，也说明红榉的木材基本密度和干缩率这2个性状在遗传上相互独立，在对其中任意一个性状的改良时对另一个性状的影响不大。

表4 红榉木材基本密度、径向全干干缩率与地理气候因子的相关性系数Tab.4 Correlationbetweenwoodbasicdensity,radialshrinkageandgeographicandmeteorologicalfactorsofdifferentprove-nancesofZelkovaschneiderianaHand-Mazz.干缩率经度纬度海拔年均温降雨量无霜期(天)基本密度0.032-0.7120.5970.03-0.4610.498-0.255干缩率10.737-0.475-0.0720.243-0.480.159

(2) 红榉木材基本密度与纬度、降雨量等因子呈较强正相关，与海拔呈弱度正相关，而与经度、年均温呈负相关，但均未达到显著性水平。因此，红榉木材基本密度不像木荷那样表现出明显的纬向变异模式[13]，而是像马尾松的木材基本密度变异模式，与产地经纬度相关性较小[14]，但经度影响相对要大于纬度的影响。

(3) 红榉木材径向全干干缩率与各地理气候因子的相关性均不显著，与经度、年均温、无霜期呈正相关，与纬度、海拔和降雨量等呈负相关。

3 结论与讨论

(1) 物种长期适应不同自然环境条件可产生丰富的种内遗传变异，在林木上则表现为生长、形态和材性等性状存在显著的种源间和种源内个体间差异。红榉木材基本密度达0.65 g/cm3，属中高密度范围，且其变异系数为6.59%，说明红榉种源内木材基本密度比较稳定；红榉不同种源间木材密度的差异达到极显著水平，说明红榉种源间木材基本密度存在着丰富的变异，优良种源选择的潜力很大。

(2) 按照IAWA(1989)的分类方法(干缩率小于5.60%的为干缩率小的树种，介于5.60%～7.00%之间为干缩率中等树种，大于7.00%为干缩率大的树种[15])，红榉木材的径向全干干缩率为3.59%，属于干缩率小的树种，且不同种源间木材径向全干干缩率变异较小，但种源内个体间变异较大。因此，在充分利用种源变异的同时，还应重视种源内个体的选择，在种源选择的基础上进行个体选择将取得更好的效果。

(3) 各性状间的相关性，对于遗传改良的方案制定和改良方法的选择有较大的作用。红榉木材基本密度与径向全干干缩率相关性很弱，这2个性状在遗传上相互独立。利用这一特性可以分别对木材基本密度和干缩率等木材物理性状进行独立选择。

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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

国家林业公益性行业科研专项(200904011)；国家“十二五”科技支撑计划(2011BAD38B03)。

王旭军(1971-)，男，副研究员，湖南省双峰县人，主要从事城市森林和林木遗传育种研究工作。

S 781

A

1003 — 5710(2014)05 — 0005 — 04

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

(文字编校：唐效蓉)