間伐對(duì)火炬松木材性質(zhì)的影響

間伐對(duì)火炬松木材性質(zhì)的影響

火炬松來自美國南部的14個(gè)州。這是美國南方松中分布最廣、體積最大的樹種。其蓄積量約占總蓄積量的50%。由于其生長速度快、產(chǎn)量高、纖維長度窄或略高于葉片材料的平均值，木材強(qiáng)度和紙漿固結(jié)率高，因此我國已建立約60萬hm的火炬林。幼林郁閉后,林木出現(xiàn)自然整枝,個(gè)體分化日趨明顯,林木間水分、養(yǎng)分、光照等競爭逐漸激烈,自然稀疏持續(xù)進(jìn)行.通過人為的密度調(diào)控(即間伐),可改善林木的生長環(huán)境、提高林木的生長量,縮短培育周期,保證林木速生、豐產(chǎn)、優(yōu)質(zhì),達(dá)到紙漿材、建筑材定向培育的目的.火炬松被廣泛應(yīng)用于紙漿業(yè)和建筑業(yè),行業(yè)對(duì)木材尺寸有一定的要求,因此,在人工林生長發(fā)育過程中,人為調(diào)控林分的密度,可使林木朝著人們的定向目標(biāo)生長發(fā)育,培育出所期望的專業(yè)用材.我國引進(jìn)火炬松有近70年的歷史,以往主要作為母樹林經(jīng)營,造林密度較稀,疏伐主要是促進(jìn)母樹開花結(jié)實(shí),火炬松作為工業(yè)原料林大量營造是從20世紀(jì)80年代中后期開始的,造林初植密度較密,目前大部分人工林已進(jìn)入個(gè)體強(qiáng)烈分化的時(shí)期,急需成熟的間伐技術(shù)來指導(dǎo)生產(chǎn),保證人工林正常生長發(fā)育,以達(dá)到工業(yè)原料林定向培育的目的.本研究以不同年齡火炬松人工林為研究對(duì)象,進(jìn)行不同強(qiáng)度的間伐試驗(yàn),并對(duì)其生長量、木材材性進(jìn)行定量測定分析,研究火炬松人工林間伐對(duì)木材材性的影響規(guī)律,確定火炬松人工林的最優(yōu)密度控制和管理技術(shù).1木材類間伐強(qiáng)度的測定本研究以6年生、12年生火炬松人工林為間伐試驗(yàn)材料,試驗(yàn)地點(diǎn)分別為:鼎城區(qū)周家店林場、望城縣雷鋒林場,各試驗(yàn)點(diǎn)詳細(xì)情況見表1.試驗(yàn)設(shè)4種處理,間伐強(qiáng)度(按株數(shù)控制)分別為強(qiáng)度間伐(45%)、中度間伐(30%)、弱度間伐(15%)、不間伐(CK,0%)、隨機(jī)區(qū)組排列,3次重復(fù),采用下層間伐方式,去小留大,去劣留優(yōu),同時(shí)結(jié)合機(jī)械疏伐方式.間伐后4年,在各種間伐強(qiáng)度中選平均木2株,伐倒,于胸高處截取2cm厚圓盤1個(gè),測定年輪寬度、早晚材率、木材基本密度和纖維形態(tài).測定間伐后4年形成的木材部分,基本密度用飽和含水量法測定,木材纖維用硝酸法離析,制片后通過顯微投影儀測定纖維長度與寬度.在每樣木1.3m處向上截取2m長的原木段作為試材,用于順紋抗壓強(qiáng)度、抗彎強(qiáng)度等力學(xué)性質(zhì)的測定.22.1強(qiáng)度間伐強(qiáng)度對(duì)火炬松生長和出材量的影響林木間伐以后,林木直徑、樹高有一個(gè)非生長性增加量.本研究以間伐后4年的平均胸高斷面直徑、平均樹高、平均單株材積、單位面積(hm由表2可知,在間伐以前,兩試驗(yàn)點(diǎn)火炬松林分其平均斷面直徑、平均樹高、單位面積蓄積量均無顯著差異,因此可以認(rèn)為林分林相整齊,立地一致.以林分間伐后4年為終止期,對(duì)間伐后林分?jǐn)嗝嬷睆?、樹高、單株材積、蓄積量、出材量的增加量進(jìn)行方差分析.結(jié)果表明:間伐對(duì)火炬松直徑生長有極顯著影響,對(duì)樹高生長無顯著影響,對(duì)單株材積有極顯著影響,對(duì)蓄積量無顯著影響,對(duì)出材量有極顯著影響.因此,不同間伐強(qiáng)度對(duì)火炬松直徑、樹高、單株材積、蓄積量、出材量等生長量的影響規(guī)律不同.多重比較表明:強(qiáng)度間伐與對(duì)照相比火炬松的直徑有極顯著差異,6年生林分直徑增加57.1%,12年生林分直徑增加21.2%;中度間伐火炬松的直徑有顯著差異,12年生林分直徑增加9.4%.間伐強(qiáng)度越大,直徑增加量越大,這與林分營養(yǎng)空間改善、競爭減弱有關(guān).強(qiáng)度間伐火炬松的單株材積有極顯著差異,12年生林分單株材積增加74.7%,6年生林分單株材積增加38.3%;中度間伐火炬松的單株材積有顯著差異,12年生林分單株材積增加23.6%,6年生林分單株材積增加15.7%;強(qiáng)度間伐火炬松的出材量有極顯著差異,6年生火炬松林分出材量增加18.1%,12年生火炬松林分出材量增加33.5%;12年生火炬松林分中度間伐與對(duì)照相比有顯著差異,其出材量增加14.6%.對(duì)于年齡較小的幼齡林(10年以下),采用中度間伐,其直徑生長量提高約10%、樹高生長量降低約5%、單株材積增加約15%,而單位面積蓄積量降低約18%,出材量約提高15%.對(duì)于中齡林(12年),采用強(qiáng)度間伐,可提高胸徑生長量57%、單株材積75%、樹高生長量15%,間伐4年后單位面積蓄積量基本上不變,出材量約提高18%.2.2木材晚材率的測定年輪寬度反映了林木直徑的生長速度,而晚材率的多少反映了林木木材質(zhì)量的優(yōu)劣2.3間伐對(duì)火炬松制漿泡沫質(zhì)量的影響纖維形態(tài)特征是衡量制漿造紙和纖維板質(zhì)量的重要指標(biāo),通過研究纖維長度、寬度與長寬比的變異規(guī)律,可了解間伐對(duì)火炬松制漿造紙性能的影響.2.3.1加漿材質(zhì)量的影響纖維長度是衡量紙漿材質(zhì)量的一個(gè)重要指標(biāo),它的長短影響紙張的質(zhì)量2.3.2不同間伐強(qiáng)度對(duì)火炬松纖維寬度的影響纖維寬度是衡量紙漿材質(zhì)量的一個(gè)重要指標(biāo),它影響紙張的質(zhì)量.由表3可知,各種間伐強(qiáng)度間的火炬松纖維寬度無顯著差異.隨著間伐強(qiáng)度的增加,12年生火炬松林木材纖維寬度下降,下降幅度為12.4%;而6年生火炬松林木材纖維寬度增加,增加幅度為37.6%.2.3.3間伐強(qiáng)度對(duì)火炬松纖維伸長比的影響纖維長寬比是衡量紙漿材質(zhì)量的一個(gè)重要指標(biāo),它影響紙張的質(zhì)量.由表3可知,各種間伐強(qiáng)度間的火炬松纖維長寬比無顯著差異.隨著間伐強(qiáng)度的增加,木材纖維長寬比為一常數(shù)(幼齡材變異較大).2.42.4.1木材密度對(duì)紙張性能的影響木材密度是木材重要的材性指標(biāo)之一,它和木材的諸多性質(zhì)存在著十分密切的關(guān)系,如木材的硬度、強(qiáng)度、韌性等.對(duì)于紙漿材而言,木材密度大,制漿得率高,但密度太大,又會(huì)影響紙張的強(qiáng)度.一般適宜的密度范圍在0.4～0.6g/cm2.4.2間伐強(qiáng)度對(duì)火炬松木材干燥性能的影響干縮率與木材的干燥質(zhì)量有關(guān).由表4可知,不同間伐強(qiáng)度的木材干縮率有顯著差異.隨著間伐強(qiáng)度的增加,弦向干縮、徑向干縮和體積干縮率下降,表明間伐后火炬松木材干燥性能趨好.多重比較結(jié)果可知,強(qiáng)度間伐與對(duì)照相比,弦向干縮有顯著差異,弦向干縮率下降19.0%～22.9%;強(qiáng)度間伐與對(duì)照相比,徑向干縮有顯著差異,徑向干縮率下降20.7%～26.3%;強(qiáng)度間伐與對(duì)照相比,體積干縮率有顯著差異,體積干縮率下降19.1%～20.0%.2.52.5.1建筑材質(zhì)與木材性質(zhì)n抗壓強(qiáng)度是重要的木材性質(zhì)之一,該項(xiàng)指標(biāo)常用于衡量建筑材的質(zhì)量2.5.2間伐強(qiáng)度對(duì)火炬松木材抗彎性能的影響木材抗彎強(qiáng)度是重要的木材性質(zhì)之一,常用于推導(dǎo)木材的容許應(yīng)力,主要用于衡量建筑材的質(zhì)量.由表4可知,間伐對(duì)12年生火炬松人工林的抗彎強(qiáng)度有顯著影響,對(duì)6年生火炬松人工林的抗彎強(qiáng)度沒有顯著影響.隨著間伐強(qiáng)度的增加,不同年齡火炬松間伐后抗彎強(qiáng)度增強(qiáng),由多重比較結(jié)果可知,強(qiáng)度間伐其木材抗彎性質(zhì)好,其抗彎強(qiáng)度有顯著差異,其值增加5.2%,表明間伐后火炬松的抗彎性能增強(qiáng).2.5.3建筑材的一般性質(zhì)木材抗彎彈性模量是重要的木材性質(zhì)之一,與抗彎強(qiáng)度一起常用于推導(dǎo)木材的容許應(yīng)力,用于衡量建筑材的質(zhì)量3間伐強(qiáng)度對(duì)火炬松木材生長、形態(tài)的影響(1)間伐對(duì)火炬松樹高生長量無顯著性影響,對(duì)火炬松直徑和材積有極顯著影響,間伐強(qiáng)度越大,直徑增加量越大,強(qiáng)度間伐可增加中齡火炬松林分直徑57.1%,增加幼齡火炬松林分直徑21.2%;間伐對(duì)火炬松的出材量有極顯著影響,強(qiáng)度間伐可提高火炬松出材量18.1%～33.5%.(2)間伐對(duì)火炬松生長輪寬度有顯著影響,而對(duì)晚材率無顯著影響.強(qiáng)度間伐可增加年輪寬度35%～39%;隨著間伐強(qiáng)度的增加,晚材率增加,強(qiáng)度間伐可增加晚材率6%～7%;間伐對(duì)火炬松木材密度無顯著影響,但隨間伐強(qiáng)度的增加木材密度增加,強(qiáng)度間伐可增加木材密度3%～5%;間伐對(duì)火炬松的木材干縮率有顯著影響,隨著間伐強(qiáng)度的增加,弦向干縮、徑向干縮和體積干縮率下降.(3)間伐對(duì)火炬松木材纖維長度、寬度與長寬比無顯著影響,但中齡火炬松木材纖維長度與寬度隨間伐強(qiáng)度的增加有所下降,纖維長度下降13.7%,纖維寬度下降12.4%;而幼齡火炬松木材纖維寬度隨間伐強(qiáng)度的增加而增加,纖維長度增加34.3%,纖維寬度