魯東南火炬松生長(zhǎng)材性變化規(guī)律研究

魯東南火炬松生長(zhǎng)材性變化規(guī)律研究

在中國(guó)，火炬樹(shù)被引入和培育。1樣地設(shè)置與調(diào)查方法火炬松試驗(yàn)林位于日照市嵐山區(qū)巨峰鎮(zhèn),其地理位置是N35°05′～36°02′,E118°35′～119°39′,年均降水量901mm,年平均氣溫12.6℃,極端低溫-14.5℃,無(wú)霜期226d,四季分明;夏季降雨集中,屬暖溫濕潤(rùn)季風(fēng)氣候區(qū),與火炬松原產(chǎn)地的氣候條件比較接近。試驗(yàn)選擇火炬松2個(gè)林分為對(duì)象。1號(hào)樣地為丘陵山崗,海拔200m,1992年造林;2號(hào)樣地為崗地,海拔50m,1990年造林。每個(gè)樣地設(shè)置20m×30m標(biāo)準(zhǔn)地從樹(shù)皮方向向著髓心切取每輪木材,測(cè)定管胞形態(tài)特征值、浸提物質(zhì)量分?jǐn)?shù)和木材密度。木材密度采用最大含水量法測(cè)定;利用沸水浴處理樣本前后干質(zhì)量之差,計(jì)算熱水浸提物質(zhì)量分?jǐn)?shù);每個(gè)樣地選取優(yōu)勢(shì)木、平均木和劣勢(shì)木各2株,共計(jì)12個(gè)樣本,進(jìn)行管胞形態(tài)的測(cè)定。管胞形態(tài):將木芯材料切片,并用鉻酸和硝酸混合液離析后,利用光電立體投影儀測(cè)定,放大倍數(shù)為50、100倍。數(shù)據(jù)處理利用軟件Excel、SPSS進(jìn)行分析。22.12.1.1年生樹(shù)高生長(zhǎng)緩慢,2火炬松是典型的速生樹(shù)種,圖1為火炬松樹(shù)高的平均生長(zhǎng)量和連年生長(zhǎng)量,樹(shù)高的速生期為2～5a,其峰值為第4年,連年生長(zhǎng)量達(dá)1.04m;第5年后平均生長(zhǎng)量和連年生長(zhǎng)量相交。此后,高生長(zhǎng)每年約在0.50m,可持續(xù)至第10年,總樹(shù)高達(dá)到6.18m;11a后樹(shù)高生長(zhǎng)較慢,18年生林分樹(shù)高約為8.2m,此階段樹(shù)高生長(zhǎng)緩慢,生長(zhǎng)量在0.2m左右。樹(shù)木的生長(zhǎng)過(guò)程理論上應(yīng)成指數(shù)增長(zhǎng),但因?yàn)閱蝹€(gè)細(xì)胞或器官之間相互作用會(huì)限制細(xì)胞生長(zhǎng)潛力的無(wú)限性,樹(shù)高總生長(zhǎng)曲線近似S型2.1.2不同密度間伐對(duì)林分生長(zhǎng)的影響從圖2可看出,火炬松胸徑在前9a生長(zhǎng)較快,年生長(zhǎng)量為0.79～1.21cm,第4年達(dá)到最高值1.21cm,10～13a處于相對(duì)穩(wěn)定期,維持在0.59～0.66cm,14a后開(kāi)始降低。18a后胸徑生長(zhǎng)較慢,其生長(zhǎng)量?jī)H0.33cm。胸徑的平均生長(zhǎng)量與連年生長(zhǎng)量相交于第6年,反映出該林齡段林分郁閉,可考慮間伐。胸徑總生長(zhǎng)量和樹(shù)高總生長(zhǎng)量變化趨勢(shì)基本相同。日照火炬松帶皮胸徑的總生長(zhǎng)量在8～22cm,平均值為15.38cm,多數(shù)樹(shù)干胸徑為12.1～18.0cm,其胸徑的頻率分布遵從正態(tài)分布,符合同齡純林直徑結(jié)構(gòu)分布規(guī)律2.1.3不同年齡期材積增長(zhǎng)情況圖3為日照地區(qū)18年生火炬松材積變化曲線,平均生長(zhǎng)量和總生長(zhǎng)量隨年齡增大逐年增加,材積的連年生長(zhǎng)量在1～13a處于增加階段,第9年開(kāi)始進(jìn)入速生期,達(dá)到最大值的樹(shù)齡比樹(shù)高和胸徑生長(zhǎng)量達(dá)到最高值的樹(shù)齡晚得多。18年生單株材積均值為0.05577m2.2生長(zhǎng)輪寬度和晚材率徑向變異曲線生長(zhǎng)輪寬度是重要的林木生長(zhǎng)量指標(biāo),能夠反映樹(shù)木生長(zhǎng)的快慢,晚材率是同一生長(zhǎng)輪內(nèi)晚材寬度與生長(zhǎng)輪寬度的比值,與木材密度、力學(xué)性質(zhì)關(guān)系密切,對(duì)林木良種改良選育的重要指標(biāo)之一表1為生長(zhǎng)輪寬度和晚材率的徑向變異曲線,火炬松的生長(zhǎng)輪寬度在由髓心向外第3年達(dá)到最大值0.77mm后,有逐年降低的趨勢(shì),在10～13a趨于穩(wěn)定,之后繼續(xù)遞減;18a后生長(zhǎng)輪寬度只有0.12～0.15mm,直徑生長(zhǎng)量也只有0.24～0.30mm,反映該生長(zhǎng)階段火炬松生長(zhǎng)很慢。晚材率由髓心向外1～8a有逐漸增加的趨勢(shì),9a后趨于穩(wěn)定,晚材率在27%～38%,均值約為30%。生長(zhǎng)輪寬度(=-9=0.00042.3火炬松管胞形態(tài)特征管胞是針葉材主要組成部分,體積比可達(dá)89%～98%;纖維在闊葉材中約占體積50%。二者形態(tài)特征中的細(xì)胞長(zhǎng)度、寬度、長(zhǎng)寬比、腔徑、雙壁厚、壁腔比和腔徑比等7個(gè)性狀的變化,直接影響木材密度、木材強(qiáng)度、制漿造紙性能及木材資源的加工利用,是材性評(píng)價(jià)的重要指標(biāo)表2為火炬松由髓心向外各生長(zhǎng)輪管胞形態(tài)特征數(shù)值?？煽闯龉馨L(zhǎng)度、長(zhǎng)寬比呈現(xiàn)逐漸增加的趨勢(shì),長(zhǎng)度在1582～3127μm。其中,管胞長(zhǎng)度1～5a增加較快,6～11a增加速度下降,14a以后趨于穩(wěn)定,此種變異模式屬于Panshin總結(jié)管胞長(zhǎng)度徑向變異的第一種,與紅松管胞形態(tài)7個(gè)性狀與和生長(zhǎng)輪進(jìn)行回歸分析,其多項(xiàng)式方程見(jiàn)表3,管胞腔徑在2.4火炬松木材基本密度徑向變化對(duì)火炬松木材基本密度的影響木材密度是決定木材物理性質(zhì)的重要指標(biāo)。浸提物不是細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)物質(zhì),但其質(zhì)量分?jǐn)?shù)變化影響到木材密度大小,對(duì)木材耐磨性、木材防腐改性處理、紙漿蒸煮、板材干燥膠合和木材強(qiáng)度等方面均具有一定的影響表4中火炬松木材基本密度徑向變化規(guī)律與Panshin密度變異第一種情況相符合,由髓心(0.35～0.37g/cm樹(shù)木生長(zhǎng)受遺傳因子和環(huán)境條件的綜合影響,栽培環(huán)境的變化影響到樹(shù)木生長(zhǎng),從而導(dǎo)致木材細(xì)胞結(jié)構(gòu)尺寸的改變,引起木材密度的變化3基本密度與生長(zhǎng)輪晚材率關(guān)系火炬松在山東日照地區(qū)引種栽培表現(xiàn)出速生特性樹(shù)種,18年生林分樹(shù)高為8.2m,帶皮胸徑為15.38cm,單株材積均值約為0.05577m火炬松晚材率由髓心向外1～8a有逐漸增加的趨勢(shì),9a后趨于穩(wěn)定,晚材率在27%～38%,均值約為30%?；久芏鹊膹较蜃兓伤栊奶?0.35～0.37g/cm基本密度與前5a生長(zhǎng)輪寬度呈顯著負(fù)相關(guān),6a后與生長(zhǎng)輪寬呈相關(guān)性不大;基本密度與各生長(zhǎng)輪晚材率呈正相關(guān);基本密度與前4a浸提物質(zhì)量分?jǐn)?shù)正相關(guān)?；久芏扰c管胞寬度、腔徑、腔徑比多呈負(fù)相關(guān),與雙壁厚、壁腔比呈正相關(guān),反映出隨著管胞寬度、腔徑的增大,木材密度有變小的趨勢(shì);隨雙壁厚和壁腔比的增大,木材密度有增大的趨勢(shì)。管胞形態(tài)特征值、晚材率、基本