全 文 ：Vol.24 No.2
Dec.2007
第 24卷 第 2期
2007年 12月
桉树科技
EUCALYPT SCIENCE ＆ TECHNOLOGY
邓恩桉在南非与南美目前已成为主要的纸浆林
树种之一 。据报道 , 在南非邓恩桉的生长速度与制
浆性能可以与巨桉相媲美 , 而邓恩桉更耐寒 、 耐
旱 , 木材密度更大 (Clarke 1995;Swain＆ Gardner
2000)。在巴西 、 阿根廷和乌拉圭的一些霜冻较严
重的地区 , 邓恩桉已成为一种受欢迎的造林替代树
种 , 因为邓恩桉有着较快的生长速度和较高木材密
度 , 是良好的木浆用材 (Pereira et al 1986;Mar-
co＆Lopez 1995)。
通过对建立在澳大利亚昆士兰东南部与新南威
尔士州东北部亚热带地区的树种试验的研究 , 早期
的结果表明 , 如果通过适当的选择与育种 , 邓恩桉
在一系列的气候与土壤条件下有着巨大的发展潜力
(Lee et al.2003)。因此邓恩桉目前已成为 Oji纸业
集团造林首选树种 , 并且也是该集团树种改良研究
的一个重点树种 。
Swain和 Gardner(2000)研究发现就生长与制浆
性能来说 , 邓恩桉的 6个种源之间的差异非常小 ,
但是家系之间的差异却较明显 , 这就表明邓恩桉存
在着遗传改良的潜力与空间。目前在澳大利亚已发
表的邓恩桉纸浆质量评估研究资料仅仅只停留在种
源这个层次。因此为了进一步探索最好的家系之间
的生长与木浆性能的变异规律 , 在两个不同的立地
之间不同的家系对照试验中进行了研究 。为了探索
邓恩桉用萌芽材料进行扦插无性繁殖的可能性 , 木
浆性能的研究是在单株水平上进行的。这些立地为
摘要:通过对澳大利亚新南威尔士州 Boambee和 Megan两处子代测试林的分析 , 来进行邓恩桉家系纸浆材质量变
异研究 。该项研究选择了 6个家系的 45株单株进行测试 。两处入选的家系已经被证明有着最大的生产潜力 。对
所有的测试单株测量树木材积 、木材基本密度和硫酸盐法制浆性能三项指标 。研究表明 Boambee的林分各项指标
都十分优异 。对于 Boambee和Megan两处的试验林 , 就产浆量 、活性碱用量以及纤维的长度与粗度来说 , 家系之
间差异不显著 , 对于 Boambee的试验林家系之间的基本密度差异也不显著 。但是对于Megan的邓恩桉林 , 研究表
明其家系之间的木材基本密度差异显著 。就单株产浆量而言 , Boambee 和Megan两处林分 , 家系之间的差异显著 。
单株之间生产的木浆质量差异也十分显著 。Boambee的邓恩桉林子木片的基本密度变动幅度为 472-594 kg ·m -3;
纤维长度为 0.76-0.93 mm;卡伯值为 18 , 细浆得率为 51.6%-55.5%.活性碱耗量为 11.5%-14.3%, 木浆产
量为 247-324 kg ·m -3。在Megan , 这些指标的值相应地变为 :426-513 kg ·m -3 , 0.62-0.82 mm , 47.4%-
52.7%, 13.0%-16.0%, 213-279 kg ·m -3。研究清楚地表明立地条件的选择对于邓恩桉林分的纸浆质量以及
其生长指标均有明显的影响 。研究结果也表明可以通过选择优良家系或者无性繁殖优良单株 , 再选择合适的立地
条件来造林 , 从而使邓恩桉纸浆林的产量提高达到最大化 。
关键词:邓恩桉;木浆;人工林;木材密度;纤维长度;硫酸盐浆
中图分类号:S781 文献标识码:A
澳大利亚新南威尔士州邓恩桉优良家系
纸浆材质量变异研究
A.MUNERI , T.DAIDO , M.HENSON
*
收稿日期:2007-06-12
译者简介:李柏海(1970 —), 男 , 博士 , 主要研究方向:耐寒桉树繁育与栽培
译文来源:译自澳大利亚新南威尔士州林业局 2004-2005年科研年度报告
第2期(总第71期) A.MUNERI等:澳大利亚新南威尔士州邓恩桉优良家系纸浆材质量变异研究 55
典型的丰产林造林地 , 品种为典型的造林遗传材
料。在这些立地条件下 , 获得遗传材料在产量与质
量上的差异 , 将为土地的利用与遗传材料的应用提
供依据 , 从而为投资效益最大化的战略性决策提供
参考 。
1 材料与方法
1.1 试验地与木材采样
本研究的两处邓恩桉试验林分别位于靠近 Coffs
Harbour 的 Boambee和靠近 Dorrigo 的 Megan(试验地
情况见表 1)。两地相距约 75 km , 全年均有降水 ,
但夏季降雨量最大 。二月是平均降雨量最大的 , 九
月为最干旱的季节 。Megan海拔比 Boambee 高 , 更
冷 , 常见霜冻 。两地的土壤大致相似:土壤深厚且
透水性能较好 , 属于灰化黄壤 , Megan部分地方土
层较浅。
两处试验地均于 1995年建立 , 均于 8年时采
伐。试验设计为 6个重复 , 每个重复 21个种源 , 219
个家系 , 单行 4株小区 , 密度2.4 m×3.0 m。而
Boambee试验于 1999年 5月进行过去劣间伐 , 间伐
的植株主要是生长与干形在小区中表现较差的单
株。每个小区由 4株间伐到 2株 。
通过对 Boambee 最近的调查数据分析 (约 74
个月生时)确定了 25个材积生长最大的家系 , 其
中有 14个家系在 Megan中排名也靠前 。在 Megan
的 14个排名靠前的家系中选择 6个家系取样 。每
个家系选 4株树 , 具体方法是:4个重复中选取每
个重复中生长与干形指标均排第二的单株 , 注意避
免干形很差的单株入选。但两块试验地都要进行取
样的家系 , 其中有一块试验地可能只能提供 3株符
合标准的单株 。表 2为两地 6个相同家系的取样株
数 。
每株活立木测量带皮胸径并且以 6J针头 Pilo-
dyn分别测量每株树胸高处南 、 北 、东 、西方向 Pi-
lodyn值 。伐木后 , 分别测量树高 、 商品材高度
(从树木基部到树木带皮胸径大于 5 cm的地方),
树干直径(0.3 m高处带皮直径和去皮直径 , 然后
每隔 1 m的带皮直径与去皮直径) 。然后用带锯在
树体商品材高度 0%、 10%、 30%, 59%, 70%和
90%一处分别切取三个 25 mm厚的圆盘 。圆盘去皮
后入袋 , 运住 Gunns有限公司的纤维分析实验室进
行木浆质量评估 。
1.2 纸浆材评估方法
1.2.1 削片
圆盘经气干后 , 削片处理 。木片的厚度经筛
选 , 大于 32 mm厚度的木片重新进行削片加工并经
木片筛选机筛选 , 同时去除那些小于 12 mm的细木
片 。每株单株树木进行木浆质量评估之前 , 应充分
混合单株树木的所有木片 。
1.2.2 基本密度
木片基本密度的测量采用澳大利亚/新西兰
AS/NZS 1301.001 s — 2002标准进行 。并且将木片
浸泡 7 d , 使其完全浸透 。
1.2.3 制浆
纸浆材料约为绝干重量 300 g 、具有代表性的
木片 , 以 13.2%活性碱量(%Na2S on o.d wood),用
Haato12压力蒸煮锅以及其它相关设备进行处理 。
所得到的各个样木单株的制浆参数 , 纸浆得率和化
学药品消耗量都转化为卡伯值为 18时的值 。其他
制浆条件为:液比 -3.5:1 , 25%的硫化度 , 90
min的升温加热 , 至 170 ℃再蒸煮 90 min。木浆用
150 um宽的条缝筛板过滤 (Somerville)。细浆产量
与筛渣量通过除以原来的绝干木片的重量而转化为
百分比值 。木浆的卡伯值根据澳大利亚/新西兰
AS/NZS 1301.201 s -2002标准确定。
1.2.4 纤维性能
细浆的纤维长度用 Kajaani FS 200纤维分析仪
测量 。这些木浆的卡伯值约为 18。
1.2.5 数据分析
试验点之内与试验点之间的立地效应以及家系
效应采用 GenStat6.1版的 ANOVA 和 REML 程序进
行分析。对于单个试验点分析 , 家系效应假设为固
定 , 而重复效应随机 。在多点试验分析中 , 立地效
应 、 家系效应 、 立地与家系交互作用效应设为固
定 , 试验点内的重复效应则随机。
2 结果
2.1 生长情况
立地差异对于树木生长性状的影响十分显著
(P≤0.05), Boambee 树木生长得更好更大一些 。通
过单株材积比较 , 我们也可以看出:Boambee单株材
积值变化范围为 0.22-0.72 m3 ,而 Megan单株材积
却只有 0.05-0.16 m3(表 3)。并且所有 6个家系在
Boambee生长表现都突出 。一般认为 Boambee 的间伐
可能会促进该试验点的树木生长 , 但实际上 , 从间伐
前的数据看 , Boambee 点的生长就一直比 Megan点的
好 , 如 3.25年生时 , Boambee 6个家系的平均直径与
树高分别是 11.1 cm 和 12.3 m , 而在 Megan则分别
是 4.9 cm和 4.9 m(Forest NSW未发表的数据)。
在 Boambee 试验中家系 1058 , 1159和 1176的
平均树高比家系 1075 , 1167和 1200的平均树高要
高得多 , 差异极为显著 (P ≤0.05) 。而在 Megan
中家系 1159的平均单株材积比其它家系的平均单
株材积要小得多 , 差异十分显著 。尽管抽样的规模
十分有限 , 但是就材积排名来说 , 由于他们在两个
试验点上的排名次序变化非常大 , 家系 1075 和
1159可能不很稳定 。
2.2 基本密度与 Pilodyn值
Boambee 点的林木平均基本密度(519-474
kg·m-3)比 Megan的基本密度要高得多 ,其平均 Pilo-
dyn值(11.9 vs 13.9)则比 Megan的要小得多 , 且差异
极为显著 (见表 3)。Boambee试验点的邓恩桉林的
密度基本接近 Coffs Harbour附近的 9年生邓恩桉林
的木材密度 513 kg·m-3 (Clark＆Hicks(2003)) ;而
在更为寒冷的 Megan试验点的邓恩桉林 , 其长势更
差 , 木材密度更低 , 与 Clarke 报道的 6年生邓恩桉
以及其他热带桉树品种如巨桉 、柳桉类似 。通过一
些营林措施 , 如密度控制 、施肥等 , 提高林分的木
材密度从而提高生长速度 , Malan和 Du Toit等曾经
在巨桉上作过类似的研究 (Malan 2005;Du Toit et
al , 2001).)。
Boambee 单株木材密度变化幅度为 472-594
kg ·m -3。 Megan的变化幅度为 426-531 kg ·m-3。
Megan 45%的树木的木材密度比 Boambee 点的最低
密度值还要低。
Boambee 70%的树木的密度大于500 kg·m -3;而
在 Megan只有23%的树木木材密度大于500 kg·m-3。
所有取样的家系 , Boambee的基本密度比 Megan
的要大 。除了家系 1075外 ,Boambee所有的家系的平
均基本密度都大于 500 kg·m-3。在 Megan ,只有家系
1167的平均基本密度大于 500 kg ·m -3。
基本密度与 pilodyn值在 Boambee 的家系之间差
异不显著 , 但是在 Megan的差异却十分显著 (P ≤
0.05) 。在 Boambee 家系之间的木材密度变动幅度
达到 54 kg·m -3 , 但是家系之间的差异经过分析却
并不显著 , 这可能是因为家系 1058 、 1167、 1176
和 1200等几个家系 , 家系之内树木木材密度变动幅
度过大的原因(其变化幅度为 77-105 kg ·m -3)。两
个试验点 , 家系之间的排名相对较稳定 , 家系 1058
和 1167排名最好 , 1075和1200则较差(见表3)。
两个试验地 Pilodyn 值和基本密度之间的表型
相关呈显著的负相关 。 Boambee 的相关系数为 :
r=-0.81 , P =0.001;Megan:r =-0.85 , P =
0.001。 Pilodyn是作为活立木整个树木木片基本密
度预测的一种比较好的工具。分别能够预测出各试
验地的变异比例 66%和 72%。而各自的预测标准误
差(其大小反映了预测模型对未知样品的预测能力)
分别是 22.4和 13.8 kg ·m -3 。因此 Pilodyn是一种具
有很大潜力高效的非破坏性地评估活立木基本密度
的好工具 , 它可以用来为林木育种做更大育种群体
的评估 。
56 桉 树科 技 第 24卷
2.3 纤维长度
Boambee 的树木比 Megan的树木平均纤维长度
(0.86 vs 0.74mm)长一些 , 且差异极为显著(见表
3)。Clark和 Hicks(2003)曾报道过 9年生的邓恩桉的
纤维长度为 0.73 mm , 这个值与 Megan的值十分接
近 ,但低于 Boambee 的值 。
在两块试验地 , 家系之间的纤维长度变异不是
十分显著。但单株之间的纤维长度变化幅度很大 ,在
第2期(总第71期) A.MUNERI等:澳大利亚新南威尔士州邓恩桉优良家系纸浆材质量变异研究 57
58 桉 树 科 技 第 24卷
Boambee变化值从 0.76-0.93 mm;而在 Megan变化
幅度则为 0.62-0.82 mm。在 Boambee除了 1株树
木外其它树木的纤维长均大于 0.80 mm。而形成鲜
明对比的是在 Megan仅有 2株树的纤维长度大于
0.80 mm。
2.4 硫酸盐制浆性能
Boambee的邓恩桉林比 Megan的邓恩桉林的树
木更容易制浆 , 且产浆量大。Boambee的树木活性碱
耗碱量为 12.8%, Megan为 13.8%;Boambee 的细浆
得率为 53.3%, Megan的则为 50.1% (见表 3)。
ClarK和 Hicks(2003)曾报道过 9年生的邓恩桉林份
的耗碱量为 12.3%, 细浆得率为 54.8%, Boambee
第2期(总第71期) A.MUNERI等:澳大利亚新南威尔士州邓恩桉优良家系纸浆材质量变异研究 59
的结果与这个值十分接近 。Clarke(1995)也报道过
邓恩桉与其他的桉树品种在立地条件好 、 生长优良
的情况下能够有更高的木浆产量。
两块试验地家系之间的耗碱量与细浆得率差异
都不显著(表 3)。而来自 Boambee的家系得浆率均比
Megan的高:Boambee 为 53.0%-54.3%;Megan为
48.5%-50.8%。Balodis(1992)制定了适于阔叶硬木
纸浆材生长的立地木浆产量的五个等级标准:非常
好(>53%), 好(48.1%-53%), 中等(43.1%-
48%),低(38.1%-43%),非常低(<38%);对于活
性碱耗碱量也有 4个等级:低 (<13%), 中等
(13.1%-16%), 高 (16.1%-18%)和非常高 (>
18%)。 根据这标准 , Boambee 的所有家系都可以被
列为产浆量非常好这个等级 (> 53%), 而在 Megan
的家系则可列为产浆量好(48.1%-53%)。所有在
Megan的家系以及在 Boambee 的家系 1058、 1075和
1200化学耗碱量中等 , 而在 Boambee 的家系 1159 ,
1167和 1176则有着较低的化学耗碱量。
木浆原料的产量是基本密度和制浆得率之积 。
它是纸浆材改良与生产过程中的一个重要经济性状
指标。Boambee的木浆产量比 Megan的要高 , 分别
为 277 kg·m -3与 237 kg ·m-3 (见表 3)。如果
纸浆厂使用 Boambee的树木作为木浆原料 , 那么它
的蒸煮产量将提高 14%, 这样就会使得年木浆产量
大幅度提高 。Clark和 Hicks(2003)曾经报道过蓝桉
作为纸浆材的木浆产量为 268 kg·m -3 , 这比 Boam-
bee的邓恩桉的研究结果还要低一些 。
在 Boambee , 家系之间的木浆产量差异并不显
著 , 但是在 Megan , 家系之间的异常显著 (P ≤
0.05) (见表 3)。在 Megan中家系 1200木浆产量
最低。这个结果也很大程度地可以归结为基本密度
的影响 。
表 4列出了家系平均数 、标准差和树高排名 、
带皮胸径(DBHOB)、去皮材积 、 树皮率 、 Pilodyn
穿透值 、 木片基本密度 、 纤维长度 , 纤维粗度 、
活性碱耗量和单株浆产量 , 同时也给出了各试验点
的平均数和标准差等 。
3 结论
研究结果表明 , 通过选择合适的造林地以及使
用好的家系或优良单株的无性系能够显著地增加单
位面积内的木浆产量。假设木浆原料生产成本相似
或一致的情况下 , 通过选择地租贵而丰产的立地诸
如 Boambee这样的立地就能够达到实现节约成本的
目的。通常纸浆材的培育者往往是每年定量地提供
给纸浆厂一定数量的纸浆材原料。如果利用如本研
究中的 Boambee 的立地条件造林 , 那么就意味着可
能利用面积较少的人工林就能够满足一个纸浆厂的
需要 。同时也必须意识到 , 象 Boambee 这样的立地
毕竟是较少的 , 它的提供是受到制约的 。因此改善
与提高纸浆材产量的最佳办法就是通过选育合适的
家系或无性系栽培在适当的立地条件下来实现 。本
研究表明家系与单株之间的变异将十分有利于这方
面的选育工作。
致谢:本文获国家林业局桉树研究开发中心罗建中博
士帮助校译 , 特此致谢!
60 桉 树 科技 第 24卷