全 文 ：福建林业科技1 8 (3): 3 7一 41 , 1 0 91
J o u r o f F u j i
a n F o r e s t r y S e i & T e e il
沙黄松培育工业原料林研究 `
周 东雄
( 沙县林科所 )
〔摘要〕 本文研究了沙黄松的生长 , 木材特性和遗传效应 。 结果表明 : 沙黄 松 速 生高
产 , 形质性状优 良 , 7年生人工林比马尾松原变 种 (对照 、 c k) 增加 材 仅 。 . 卯 3 M “ / 公
顷 ; 木材纤维长 , 质量好 , 与对照比较 , 纤维长度超过 o . s o 7 5 m m , 苯醇抽出物 低 49 . 8% ,
及浆率增加 10 . 1% ; 是纸浆和胶合板优质原料 , 有前景宽广的开发价值 。
一 、 前言
沙黄松 ( P i n u s m a s s o r u a n a L a m b V a r S h a x i a n e s e s D . X . Z h o u e t Q . F . Z h e n g )
是迄今为止国内外首次发现的马尾松新变种 。 为合理地开发利用沙黄松资源 , 本文从生长特
性 , 材性和遗传效应等分析了它的优 良特性 , 着重研究了沙黄松培育工业原料林的有利因素
和开发应用前景 。
众所周知 , 我国工业原料供不应求 , 我国造纸工业木浆只 占纸浆量的20 %左右 , 每年要
从国外进 口约 50 万吨纸浆 , 以维持短缺的纸浆 。 据报道 , 到本世纪末我国纸和纸板的年需要
量预测值为 2 0 0 0万吨以上 , 由于受到建设资金和纤维原料 , 特别是木材原料的制约 , 到 2 0 0 0
年时我国年产量的预测值却都在 1 8 0 0万吨以下 , 这反映了我 国造纸工业产需之间的差距将在
相当长一段时间内继续存在 。 另一方面 , 马尾松是我国南方胶合板厂主要原料 。 目前 , 马尾
松大径材越米越少 , 严重制约了胶合板工业的发展和质量 。 因此 , 我国的林学家和林产工业
企业家都积极倡议营造工业原料林以缓和产需矛盾 。
一 二 、 材料与方法 「
一 目前 , 沙黄松仅在沙县西北部 L ( 26 0 30 ` N 、 1 19 “ 4 1尹 E ) 发现 17 . 5公顷。
1
. 在沙黄松天然林分的不同坡位选择有代表的地段设置标准地 , 测定每木胸径 、 调查土
壤状况和形质性状 。 然后 , 选择三株平均木进行树干解析 , 用 ZM 区分段 , 图解法确定树高 ,
计算各有关因子 , 绘制各因子生长过程曲线图 。 分析其生长规律和生长特点。
2
.在官庄林场84 年营造的沙黄松及对照 (我省马尾松优树子代混合种 ) 对比试验林 (造
林密度 24 0株 / 亩 ) 中进行每木检测胸径 , 树高 、 计算材积 。
兴参加本砌「究的还有省林业厅郑巧榕 、 刘文彬 、 三明市林委李兆丰 、 沙县林委洪云南、
周材恭 。 沙黄松新变种承中科院植研所研究员傅立国先生审核 , 特此表示感谢里
DOI : 10. 13428 /j . cnki . f jl k. 1991. 03. 006
加 福 建 林 业 科 技 一、 、
应用下列公式估算家系遗传力和遗传增益 。
五澳 V: _奈+ 令十 V f
△G = S h Z/,
1 “ -
其中V : 、 V 。 、 V : b分别为家系 、 区组和家系 X 区组交互效应的方差 , S为选择差 。
3
.材性和制浆研究方法 : ( 1) 选择立地条件基本相似 , 树龄一样的标准木各四株 , 每隔
Zm 截取 , 按国家标准 ( G B 19 2 9一 80 ) 试样切取方法 , 切取试验木段 。 年轮宽度和晚材率测
定试材 , 是在每一样木 1 . 3 m处 截 取长 1 c5 m 圆盘一个 。 进行测定 。 化学成分测试样 , 是应用
测定年龄宽度朴l晚材率后的 8 个圆盘截取试样 。 剩余木材制成木片 , 混合均匀 , 气干后作制
浆试念砂性钡呵 : 木赫剖 , 、 理力学颐、 ( G印 9 3 。一。 4。一 80 ) 规定断 。 化学成
分测定树脂用苯醇 二补 1溶液抽提 : 全纤维素采用硝酸一 乙醇法 , 木质素用硫酸水解法 , 聚
戊糖用四溟化法 · 「
( 3) 制浆 : 采用硫酸盐法制成浆料后 , 测定纸浆的得率和硬度等 。
三 、 结果与分析 :
王. 主要测树因子比较 , 树于解析结果 : 2 8年时沙黄松去皮平均胸径 2 c3 职 , 树 高 2 1 m ,树
高 , 胸径年平均生长量达 .0吓m , .0 82 “ m 、 单株材积 0 · 3 9 17 m 3 , 平均立木株数拐株 , 蓄 积
量 .12 9耐 / 城 在卜 皿类场 没有采取抚育管理的情况下 , 就能超过福建省马 尾 松速生丰产人工林的标准 。 从蓄积量看不是很高 。 这是 因为 该林分 由于多次砍伐林木 , 用于制造家
具 、 楼板 、 谷包等 , 导致林中出现空地 , 因此单位蓄积量于是很高。 足见 , 沙黄松不仅生长
速度快 , 产量高 , 西且有很大的生产潜力 。
几 」 _ 人工子代对比试验林 , 沙黄松的主要测树因子都比马尾松好 , 超过了省和部定指标 。 到
七年生时 , 平均树高 .4 85 坦 , 胸径 .7 4 c8 m , 树 干 材 积 o · 37 m 3 / h a , 对 照 则 为 4 . 04 m ,
.6 盯 c皿和 O· 2 9 m 3 / h “ 。 沙 黄 松 分 别超过 11% , 7 . 32 %和 2 0% , 经方着分析 (t 二 3 . 28 f =
牙入两者树干材积 间有极显著差异 。
通过历年生长量比较 , 沙黄松平均生长量都比马尾松大 , 表明沙黄松是早期速生树种 。
2
. 平均木的生长过程 : 沙黄松胸 径生长速生期来得早 。 4一 5年进入速生期 , 且持续长 ,
下降慢 , 一般可达 18 年生 。 其平均生长量一直是缓慢上升的 , 说明胸径生长量较为稳定 。 树
高连年生长晕从第4一 5年开始呈曲线上升树高速生期来得早 , 持续时间短 , 出现多次高峰现
象 · 连年牛长量最大值达玩 SM 。 材积连年生长量直到 28 年时还呈直线上升 , 28 年生 后 材积
略有下降 , 但连年生长量仍然大于平均生长量 , 保持增长的趋势 , 40 年生时连年和平均生长
量均未担交 。
3
· 形质性状调查 : 形质性状是衡量松树优劣的主要因子 。 经对其圆满度 、 弯曲度 , 高径
化 , 冠径比 , 树皮指数等五项主要指标调查 。 结果表明 : 林分中通直木占85 % , 基 干 弯 曲
1”林 全部弯曲极少, 胸高形率” · 7 `左右 , 、 形数 “ · “ , 高径比多在 7 6左右 , 冠径比 邓。 “ , 树
皮指数 。· “ ” 6 , ;严皮率 `“ · 8% · 表 1是沙黄松与奉国峰等提出的马尾松选优形质指林比较 。 显
周东雄 : 沙黄松培育工业原料林研究3 9
然沙黄松具有树干通直圆满 , 树皮薄 , 侧枝稀疏 , 节疤少 , 树冠中等 , 生长势良好的特点 。
表 1 沙黄松与马尾松选优形质指标比较表
树 种 形 率 弯曲度 高径比 冠径比 树皮指数
沙 黄 松 0 . 7 1 0 . 4 7 7 6 2 6 。 5 0 。 0 9 6
马尾松优树拟定标准值 > 0 。 61 < 0 . 0 3 < 70 戈 25 0 . 2
4
. 木材化学成分组成 : 沙黄松苯醇 , 冷水 , 热水 , 1 % N a o H抽 出物和灰分 (矿物质 )分
别比马尾松低 4 9 . 8% 、 54 . 3 % 、 14 . 9% 、 5 . 4 % 、 1 2 . 1% 。 这说 明了沙黄松木材可溶 物少 ,
木材不容易腐朽虫蛀 。 「
从削片的观点分析 , 矿物质含量是重要的 , 而抽出物则强烈地影响制浆工作 。 矿物质尤
其是有些儿乎不能溶解的结晶体被深藏在纤维细胞里 , 他们比砂粒和尘埃等外在杂质难于除
去 。 在削片时对机械设备的磨损性较大 。
表 2 沙黄松 、 马尾松化学成分分析结果表
、 、 、 _化学组成% 冷 水 热 水 1 % N a O H 苯 醇
水分 灰分 ~ 纤维素 木素 聚戊糖
类型 \ \ \ 抽 出 物 抽 出 物 抽 出 物 抽 出 物
,上n六 口匕nU
:
1一no1工, .一
佳月
QU八曰
:
厅`ó切ù,自叮马 尾 松
沙 黄 松
1 0
。
6 6
8
。
3 6
0
。
3 3
0
.
2 9
1
。
8 4
0
。
8
`工
3
。
3 6
2
.
8 4
1 5
。
3 4
1 4
。
5 1
4
.
2 6
2
。
1 4
4 7
。
5 1
4 5
。
9 2
抽出物含量比马尾松低 4 9 . 8% , 说明其松脂含量较低 。 松脂含量少有利于造纸和造材 。
因为松脂含量高 , `常阻塞齿室和刨刀 , 染污工作台而 , 给切片 ; 旋切加工造成一定的困难 ;
在蒸煮脱脂过程中蒸煮时间和药齐d使用量与松脂含量高低呈正相关 。
两者木材的木质素和纤维素柑近 , 意味着两者木材的耐久性都比较好 。 聚戊糖高于马纸
松 , 在造纸时能增加纸的强度 。
5
.木材纤维形态 : 从丧 3 可知沙黄松与对照 比较晚材纤维 长超过 l . 9 63 m m , 宽度比对照
少 2件m , _民宽比倍数大5 1 , 壁腔比小 。 . 的 , 丧明其晚材纤维长 , 纤维壁薄 。 相反马尾松早材
纤维质量 比其略好 。 但差异水平没有晚材大 。 所以总的表明沙黄松纤维无论质量和数量都比
马尾松好 。
表 3 纤 维 形 态 分 析 表
项 目 一长 度 ( nt 二 ) 宽 度 《卜二 ) 壁 腔 比 长 度 比
早 材 晚 材邢七 _ _ _世处 _ __ 石二_
_
_ _
_
_
_ — _ _ 一 _一 一 早 材 晚 材
早 材 晚 材 早 材 晚 材
马尾松
沙黄松
违. 4 1 6 5 . 0 1 4 4 8 4 5
4
。
0 0 6 8 6
.
9 7 7 凌5 4 3
。
0 8 0
.
5
.
0 9 0
。
4 1
9 2 1 1 1
9 0
。
4 1 6 2
一般认为纤维长度与纸的性质有密切关系 , 同时影响纸的质量还有长宽比 , 壁腔比 。 比
重较小 , 纤维细胞壁较薄 , 腔径较大 , 壁腔比较小的木材制得纸浆的物理强度特别是撕裂度
大 。 细胞壁薄时使细胞受外力而易馈陷变形 , 提供了有利条件 , 这样使纤维有较大 的 表 面
如 福 建 林 业 科 技
一 _
_ _
一
_
一一
_
-— —一 _ _一 - -一一一 .~一 -`一 ` `积 , 结合较强 , 提高纸的质量 。6 .制浆试验 : 沙黄松粗浆率 53 . 92 % , 对照 48 . 0 6% , 前者为后者的 1 10 . 1% , 两 者在 25m l高锰酸钾值的硬度 1 5 . 5和1 5 . 2, 残碱分别为 9 . 9 6和 1 1 . 4 4。 沙黄松残碱少 , 硬度大 。 说 明其单位体积木材所获得的纸浆比对照多 , 质量好 。7 . 物理力学性质 :沙黄松差异子缩值比马尾松小 , 表明其材积不容易发生翘曲和开裂 。 马尾松板易变形 ,
变形多为扭弯 。 除此之外 , 两者物理性质的气干密度 、 基本密度 、 晚材率等差异较小 , 沙黄
松略低 。
从表 4比较沙黄松力学指标比马尾松低 5一 15 % . , 这可能与其生长快 , 通直圆满 , 纹理直
有关 。 但是仍属强度较大 , 坚实性大的木材 。
表 4 沙黄松 、 马尾松力学性质比较表
一~ , 如 .~ . . 丽. . 臼 的 . .一目州一 ~ 一. . . ~ 曰. 曲创一~ . . . . . 口侧. . . . . . .- , . ~ . . . ”甘 . . ` . . . 巨 ~ . ~ 口 . ~ ~ ,团 . 口门闻~ ~ 卜. 侧 . . , .一 ,柳 姗.一油 ,口 . . . . . 叫 .\ \ _ 树 种 沙 黄 松 马 尾 松 为马尾松%
\项 目 \ , , 脚 山一~ .一一一一 , , ~ 一~ . ~ 一一一一一一一顺纹抗压强度 k g f / 。 m “抗弯强度 k g f / c m “抗弯弹性模量 k g f / c m “顺纹抗剪强度 径面k g f / c m “ 弦面冲击韧性 k盯 / c m “
端面硬度
抗劈力 径面
k g f /
。 m “ 弦面
5 1 9
9 9 9
1 1 4
1 2 6
8 7
0
。
5 6 7
4 1 1
1 0
.
8
1 2
。
3
9 2
。
9
9 5
。
9
8 4
。
2
9 0
。
5
1 1 4
,
9
8 8
。
7
8 7
。
3
9 5
。
4
9 9
。
2
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Q自。OǎbA士n口ù卜dOU,-ǎ找刁亡QU11fl .一口n目勺自J比OU,11八目no11
8
. 主要遗传参数估算
、 根据对子代对比测定林沙黄松七年生时胸树高和材积等性状有关遗传参数 估 算 , 列 表
5
。 可见 , 沙黄松天然小群体具有中度遗传力 , 据此通过一定选择强度的选择是可获得较大
的遗传增益 。 为了进一步研究该小群体的遗传增益潜力进行了家系和单株联合选择其树高 ,
胸径的遗传增益分别为 8 . 95 和 1 0 . 7 7 , 树干材积△G分别比树高和胸径高出2 . 8和 2 . 3倍 。
表 5 沙黄松七年生性状遗传参考表
项 、 目
性 状 值
平 均 数 极 差
遗传变异 遗传力估算
系 数 h Z h 么! 了
经二次层选择
遗传增益
△ G值 (% )
树 高
胸 号一 径
树干材积
4
.
8 5 0
.
5 0
.
3 8 0
.
1血 3 0 . 2 7么5 8 . 9 5
.7 4 8 1
。
69 1
。
59 0
.
1 3 0 3 0
.
1 7 8 5 10
.
7
0
。
0 0 2 2 8 0
。
0 1 1 3 0
。
0 1 5 8 0
.
0 9 6 9 0
。
2 5 1 1 2 4 ` 7 3
周东雄: 沙黄松培育工业原料林研究
四 、 结论
1
.沙黄松的生长特点是速度快 , 产量高 , 速生期早 , 持续时间长 , 形质好 。 沙黄松这种
早期速生和后劲大的特点 。 既适于培育短轮伐期的纸浆原料林 , 又适于培育中间利用 (获得
中小径材 , 用于造纸 、 建筑等 ) 生产大径级胶合板原料林 。
2
. 沙黄松浸出物比马尾松少 , 尤其松脂含量仅为对照 4 9 . 8 % , 晚材纤维长超过对照 1 . 9 63
m m
, 得浆率高 10 . 1% , 表明它是较好的纸浆原料专用林 , 不但可获得量多质优的纸 浆 , 而
且可以降低工业成本和机械损耗 , 提高机械效率 , 从而大大提高经济效益 。
3
. 沙黄松速生高产 , 树干通直圆满 , 皮薄 , 侧枝稀疏 , 节疤少 , 木材纹理通直 , 质地稍
松软 , 是生产胶合板优 良原料林 。
4
. 综上 , 沙黄松培育工业原料林有诸多有利条件 , 是一种比马尾松原变种更适合于培育
工业原料林的优 良树种 , 有着前景宽广的开发 利用的实际价值 。
参考文献
( 1) 安徽农学院林学系编著 , 马尾松 , 中国林业出版社 。
( 2) 中华人民共和国国家标准 , 1 9 8 1 , 木材物理力学性质试验方法 , 林业出版社 。
( 3) 孙光新等 , I D 8 7 , 几种国外松及马尾松生长规律的研究 , 林业科技通讯 , ( 3) : 1 ~ 1 5 。
(4 ) 秦国峰等 浙江山地马尾松天然林优树选择标准和方法的初步研究 马松尾研究 ,
2 : 1 0 9、 1 1 5 。