全 文 ：收稿日期:2008-01-03初稿;2008-09-16二改稿
基金项目:上海市科委局管项目(04JG05049)资助
作者简介:朱建军(1963-),男 ,博士 ,研究员 ,从事木本观赏植物种质资源 、栽培技术和木材加工利用研究。 Tel:(021)52235471;
E-mail:zhujianjun@saas.sh.cn
上海农业学报　2008 , 24(4):5-8
Acta Agriculturae Shanghai
文章编号:1000-3924(2008)04-05-04
东方杉的材质研究
朱建军1 ,马灵飞2 ,张彦娟2 ,张建军1 ,李秀芬1
(1 上海市农业科学院林木果树研究所 , 上海 201106;2 浙江林学院工程学院 , 杭州 311300)
摘　要:对东方杉生长和材质性状的研究结果表明 , 其木材管胞平均长度为 3.1 mm , 宽度为 35.1 μm ,基本
密度为 0.32 g cm3 ,平均年轮宽为 6.7 mm , 晚材率为 23.3%,各项指标与其他常见针叶树材相比处于中等水平;
幼龄材的形成期约为 15 年 ,其速生期在前 10 年;木材密度在其整个粗生长过程中变化不大 , 与年轮宽度呈显著
负相关关系;东方杉具有速生 、材质均匀等优良性状 ,可以同时用作绿化观赏和用材树种。
关键词:东方杉;材质性状;管胞长度;基本密度;年轮构造
中图分类号:S791.27　　　文献标识码:A
Studies on growth and wood properties of
Taxodiummucronatum×Cryptomeria f ortunei
ZHU Jian-jun1 ,MA Ling-fei2 ,ZHANG Yan-juan2 ,ZHANG Jian-jun1 , LI Xiu-fen1
(1Forestry and Pomology Research Insti tute , Shanghai Academy o f Agricul tural Sciences ,S hanghai
201106 ,China;2School o f Engineering ,Zhe j iang Forestry Universi ty , Hangzhou 311300 ,China)
Abstract:The research on the grow th and w ood proper ties of Taxodium mucronatum ×Cryptome-
ria fortunei showed that it s t racheid w as averagely 3.1 mm long and 35.1μm wide , it s basic density w as
0.32 g cm3 ,mean annual ring width 6.7 mm , and percentage of late wood 23.3%.Compared wi th other
coniferous t rees , all the indexes of the w ood properties w ere at a middle level.The format ion period o f
juveni le w ood w as about 15 years , and the f irst 10 years w as a fast grow ing period.The w ood density
changed less during the w ho le radial g row th and show ed a significant negative correlation w ith annual
ring w idth.The tree had such characte rs as fast g row ing and relatively homogeneous w ood quali ty , so it
could be used as both o rnamental and timber t ree species.
Key words:Taxod ium mucronatum ×Cryp tomeria f ortunei;Wood property;T racheid leng th;
Basic density;Annual ring structure
东方杉是由墨西哥落羽杉(Ta xodium mucronatum Ten.)和柳杉(Cryptomeria f ortunei)进行杉科
属间杂交而获得的新树种 ,属半常绿乔木 ,育成于 20世纪 70年代 ,具有速生 、抗风 、耐盐碱 、耐水湿 、景观
效果好和可改善空气质量等优点。上海地区于70年代中期开始引种栽培 ,经过30多年的研究发现 ,东方
杉较为适应上海的各种生态环境和立地条件 ,有望成为上海地区盐碱地 、低洼沼泽地 、江河堤岸 、园林景
观及社区绿化和沿海防护林带的主栽树种[ 1] 。
由于东方杉的速生特性 , 20 ～ 30年的生长期其胸径可达到 30 ～ 40 cm[ 1] 。因此 ,东方杉作为造林绿
化树种的生态功能得到发挥后 ,其木材是否具有利用价值 ,是否可以得到有效利用 ,也是急待探讨的课题
之一 。我国对于木材基础材质的研究主要局限于一些常见的用材树种 ,如针叶树种的杉木 、落叶松 、柳杉
等 ,阔叶树的杨树 、泡桐 、桉树等[ 2] 。东方杉是未普遍栽植的绿化树种 ,目前对其材质的研究还未见报道 。
因此在大面积推广东方杉这一杂交新树种之前 ,解明其木材性质 、探讨其高效利用前景 、发掘其潜在利用
价值具有重要意义。
朱建军 , 等:东方杉的材质研究
本研究通过测定木材的年轮构造和纤维形态 ,对东方杉的生长规律 、基础材性进行初步解析 ,并通过
与常用速生针叶树种的材质进行比较研究 ,确定其材质的基本定位 ,从而为其木材的科学加工 、高效利用
提供依据 。
1　材料 与方 法
1.1　试验材料
试材分别采自于上海市农业科学院院内和上海市川沙林场。上海农业科学院内的 1棵样木(Ⅰ)为
20世纪 70为后期栽植 ,取样时间是 2004 年 10月。川沙林场 2 棵样木(Ⅱ、Ⅲ),取样时间为 2005年 6
月。分别从 3株样木的胸高 1.2 m 处截取 10 cm 的圆盘 ,用于材质试验。
1.2　试样制取
圆盘置于室内放至气干状态 ,将其表面刨光 ,通过髓心在试样端面径向划一直线用于测定年轮宽度
和晚材宽度 。然后在试样上以测年轮宽度时所划直线为中心线 ,截取约 2 cm×2 cm 的木块;用切片刀沿
着年轮的切线方向将木块切开;中心左右两侧分别按年轮依次编号 ,一侧留单号另一侧留双号测基本密
度 ,其余的试件用来测纤维长度和宽度 。
1.3　测定方法
1.3.1　年轮宽度 、晚材宽度的测定
采用 10 mm×50 mm 放大镜分对应的两个方向连续测定 ,精确至 0.01 mm 。
1.3.2　基本密度的测定
基本密度用排水秤重法测定 ,一侧的试样从髓心开始只测定奇数年轮 ,另一侧的只测定偶数年轮。
1.3.3　管胞长度和宽度的测定
利用加氯酸钾蒸煮方法作制木材解离分子试样 ,每个年轮用 Olympus SZX7光学显微镜测量具有完
整结构的管胞长度 100根(放大 50倍),宽度 50根(放大 100倍),计算管胞长度和宽度的平均值作为该年
轮的管胞长度和宽度 。
2　结果 与分 析
2.1　基础材质指标的平均值
所测定 3株样木的各项指标平均值见表 1 。3株样木的树龄不同 ,胸径各异 ,生长的立地条件亦有差
异 ,造成了各株之间平均材质指标的差异 。这种差异主要表现在基本密度和晚材率上 。由于样木 II 生长
较快(平均年轮宽度为 1.48 cm),其基本密度和晚材率相对其他样木显得比较小 ,这与对其他针叶树种的
研究结果一致[ 3 , 4] 。
表 1　样木的基本材质指标
Table 1　The basic indices of wood properties for sample trees
供试木
S am ple
t ree
胸径 cm
Diameter at
b reast height
年轮数
Annual ring
num ber
基本密度
g· cm-3
Basic densi ty
平均年轮宽度 mm
Mean annual
ring width
晚材率 %
Percentage of
late wood
管胞长度 mm
T racheid
length
管胞宽度 μm
T rach eid
w idth
长宽比
Length w idth
ratio
Ⅰ 37 26 0.35 6.9 28.2 3.2 35.6 90.6
Ⅱ 26 15 0.28 7.4 17.8 3.3 36.4 90.5
Ⅲ 19 16 0.34 5.8 23.8 2.8 33.3 84.2
平均 Mean 0.32 6.7 23.3 3.1 35.1 88.4
3株样木各指标的平均值与其他针叶树材相比 ,处于中等水平[ 5-7](表 2),但其平均年轮宽度在所列
的针叶树种中最大 ,说明其具有速生特性。
表 2　常见针叶树种材质指标的比较
Table 2　Comparison of basic indices of wood properties between tree species
树种
Tree species
平均年轮宽度 mm
Average annual
ring width
基本密度
g· cm-3
Basic den sity
晚材率 %
Percentage of
late w ood
管胞长 mm
Tracheid
length
管胞宽 μm
T racheid
w idth
日本落叶松 Larix kaem p f eri 2.7 0.53 37.7 3.8 35.5
日本柳杉 Cry ptomeria japonica 3.6 0.36 25.6 3.3 32.5
池杉 Ta xodium ascen dens 5.2 0.34 10.1 2.3 35.1
东方杉 Ta xodium mucronatum ×Cry ptomeria f ortunei 6.7 0.32 23.3 3.1 35.1
杉木 Cunnin ghamia lanceolata 5.2 0.30 12.5 2.7 40.7
水杉 Meta seqoia g ly ptosg roboides 6.3 0.28 15.5 3.6 36.8
6 24 卷　
2.2　各指标的径向变化
2.2.1　管胞的长度与宽度
如图 1所示 ,东方杉的管胞长由髓心随着年轮的增加而逐渐递增 ,约 15年后 ,递增减弱 ,呈无规律波
动趋势。说明东方杉与其他针叶树材一样[ 8] ,幼龄材的形成期间在 15年左右。
管胞的宽度随着年轮的增加有逐渐增大的趋势 ,但幅度很小 ,因此管胞长宽比的变化与管胞的长度
变化应该是一致的 ,即在幼龄材期间随着树龄的增大而逐渐增大 。
2.2.2　晚材率与基本密度
晚材率的径向波动较大 ,呈无规律的变化 ,但其髓心附近相对较低。
年轮基本密度随着树龄的增加变化不大(图 2),基本上保持 0.3 ～ 0.4 g cm3 ,处于比较稳定的状态 ,
15年以后稍有增大趋势 。而其他针叶树种如日本落叶松在靠近髓心的几年时间里 ,木材密度比较低 ,随
后逐渐增大[ 3] 。日本柳杉则相反 ,由于受髓心部应力木的影响 ,前几年形成的年轮密度比较大[ 4] 。
2.2.3　年轮宽与径向生长
年轮宽度反映出各年龄段的生长量 ,尽管受外界条件如当年的气候条件 、环境条件等影响较大 ,但其
变化趋势大致能反映出林木的生长规律 。如图 3所示 ,年轮宽度在生长初期比较大 ,个别年份可达10 mm
以上 ,约 10年以后呈下降趋势 ,在 6 mm 以下徘徊 ,因此可以认为东方杉的速生期出现在前 10年 ,其变化
趋势与日本落叶松一致[ 3] 。
径向生长量的变化与年轮一致 ,尽管其随树龄的增长呈直线增加 ,但明显可以分为两个阶段 ,从髓心
到约 10年左右为速生期 ,10年以后为成熟生长期 ,前 10年的生长速率明显高于 10年以后 。
2.3　材质指标间的相关关系
木材的基本密度是反映木材材质的一个重要指标 ,与木材的强度有着密切的关系 ,通常密度越大 ,木
材的强度也越大 。东方杉的基本密度为 0.32 g cm3 ,比杉木和水杉的密度稍大一些。一般认为年轮宽度
和晚材率对密度的影响较大 ,本研究表明 ,东方杉的密度与晚材率的相关性较小 ,但与年轮宽度有明显的
负相关关系(图 4),回归显著性检验表明达极显著水平。
木材密度与年轮宽呈负的相关关系 ,是多数针叶树材表现出的共同特征 ,说明木材形成过程中 ,年生
7　4期 上　　海　　农　　业　　学　　报　　　　　　　　　　　　　　　　　
朱建军 , 等:东方杉的材质研究
长量过大 ,易导致密度减低 ,从而使木材的强度下降。晚材率是反映树木年生长过程中 ,晚材所占比例的
指标 ,其与木材密度不相关的事实 ,可以推断出东方杉的早 、晚材在密度上差异不大 ,材质比较均匀 。
3　结　论
东方杉作为一个适应性强 、景观效果好的优良绿化造林树种 ,即将得到广泛的栽培和应用。通过对
其生长和材质性状的初步研究 ,取得了以下结果:
(1)东方杉木材的管胞平均长度为 3.1 mm ,宽度为 35.1μm ,基本密度为 0.32 g cm3 ,平均年轮宽为
6.7 mm ,晚材率为 23.3%,各项指标与其他常见针叶树材相比处于中等水平。
(2)管胞长的径向变化说明东方杉幼龄材的形成期间约为前 15年左右 ,而其速生期在前 10年 ,以后
生长速度趋于稳定;其平均生长速度大于常见的针叶树种。木材密度在其整个粗生长过程中变化不大 ,
晚材率呈无规律的变化。
(3)木材密度与年轮宽度呈显著负相关关系 ,而晚材率与木材密度没有相关关系。
以上结果表明 ,东方杉具有速生 、材质均匀等性状 ,其密度在同类针叶树材中处于中等水平。根据初
步的研究结果 ,东方杉不仅可以作为盐碱地 、水湿地的优良绿化观赏树种 ,还可以作用材林的发展树种。
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