全 文 ：文章编号:1006-1126-2011 (1) -0008-04
大花序桉种源木材纤维特性变异研究
基金项目:广西林业科技专项 (“十五” 林科字 2002第 15号);国家林业公益性行业科研专项 (201104003)
作者简介:杨中宁 (1984—), 男 , 硕士研究生 , 研究方向:林木遗传改良。
通讯作者:项东云 (1960—), 男 , 教授级高级工程师, 长期从事林木遗传改良与栽培技术研究。
杨中宁1 , 项东云1 , 2 , 陈健波2 , 卢翠香2
(1.广西大学林学院 , 南宁　530004;2.广西林业科学研究院 , 南宁　530002)
摘　要:通过对 6 年生大花序桉 (Eucaplyptus cloez iana)种源试验林的纤维特性进行研究 , 从树干方向和径向
上分析纤维特性的变异规律 , 为该树种林木改良 , 定向培育和木材的合理利用提供理论依据。结果表明:大花
序桉种源纤维长度在沿树干高度上相差不大 , 规律不明显;1.3 m 高度纤维长度与长宽比随生长轮呈递增趋势 ,
而腔径比则逐步减小;种源间纤维长度变异极显著 , 而纤维长宽比 、 腔径比变异不显著。
关键词:大花序桉;纤维形态;变异
中图分类号:S792.39　文献标识码:A
Study on Variation of Fiber Characteristics of Eucaplyptus cloeziana Provenances
YANG Zhong-ning1 , XIANG Dong-yun1 , 2 , CHEN Jian-bo2 , LU Cui-xiang2
(1.Forestry Colleg e of Guangxi University , Nanning 530004 , China;
2.Guangxi Forestry Research Institute , Nanning 530002 , China)
Abstract:Fiber characteristics of experimental forest of 6-year-old Eucaplyptus cloeziana provenances
w ere studied.The variation of fiber characteristics w as analy zed f rom the t runk direction and radial di-
rection , in order to supply theo retical basis for tree improvement , directional cultivation and rational
lumber utilization.The result showed that:The fiber length of different provenances had no signifi-
cant difference in height along the trunk direction;the fiber length and leng th-w idth ratio at 1.3m
height became progressive t rend as the g row th ring , but the f iber cavity-radian ratio became diminish-
ing trend;the variation of fiber length between dif ferent provenances w as obvious , while the fiber
length-width ratio and cavity-radian ratio was no t.
Key words:Eucalyptus cloeziana;fiber morpholog y;variation
　　大花序桉 (Eucalyptus cloeziana)又名昆士兰
桉 , 为桃金娘科伞房属树种 , 原产澳大利亚 。其木
材黄褐色 , 纹理通直 , 结构均匀 , 强度大 , 耐久性
好 , 是重要的红木硬材树种 , 一般做为中大径材培
育。我国自 1972 年引入大花序桉以来 , 先后对其
引种驯化 , 林木培育及材性进行了一系列相关研
究。广西东门桉树项目 1983 年从澳大利亚引种大
花序桉 , 1989年对 10个种源进行了造林实验 , 广
西林科院于 2004 年建立了有 100 多个家系参与测
试的家系试验林[ 1-2] 。大花序桉成熟材的气干密
度约为 1 000 kg/m3[ 3] ;有研究结果 , 认为大花序
桉板材的厚度影响其吸声性能[ 4] ;有学者对 16 年
生大花序桉的木材解剖 、物理力学性质进行了不同
树干高度 、不同径向位置以及同一高度的南北向的
第 40 卷　第 1 期
2011 年 3 月 　　　　　　　　　　　　　
广 西 林 业 科 学
Guangxi Forestry Science
　　　　　　　　　　　　　　　Vol.40　No.1
Mar.2011
研究[ 5] 。
木纤维是两端尖锐 , 呈长纺锤形 , 腔小壁厚的
细胞 。它是阔叶树材的主要组成分子之一 , 约占木
材体积的 50%[ 6] 。木纤维是木材 、 纸张以及纤维
复合材料最重要的构成单元 , 木纤维的类别 、排列
方式和数量与木材的密度 、硬度及强度等物理力学
性质有密切联系 。对于大花序桉 , 还未见有从种源
水平尤其幼龄材纤维特性研究的报道。因此 , 本研
究从种源的角度研究 6年生大花序桉在不同树干高
度 、 不同径向位置上的纤维特性变异规律 , 为今后
的大花序桉的改良 、 定向培育和木材加工利用提供
理论依据 。
1　材料与方法
1.1　材料
试验材料采集于广西林科院在建立的国营钦廉
林场 6年生种源试验林 , 选取了 9个种源 (如下表
1), 每个种源取 5株 , 共 45株 , 所选取的样木生
长情况详见表 1 。将样木伐倒 , 每株样木均在距地
面 1.3 m 处截取 5 cm 厚的圆盘;并在每个种源中
取一株沿树干高度在伐根 1.3 、 3.3 、 5.3 、 7.3 、
9.3 m 处截取圆盘;标明北向 , 带至实验室进行处
理 , 分出各年轮后从髓心至树皮沿西北向切取一 2
cm 宽的放条 , 每个年轮为一个试样 , 将试样劈成
火柴梗大小装入标签带以待离析测定 。
1.2　方法
将试样放入质量分数 30%过氧化氢和冰醋酸
混合溶液 (1∶1 , 体积比)中 , 置于沸水中煮 4 h ,
直至试样变白 , 纤维能分散为宜 。取出分解的纤
维 , 充分洗涤干净 , 备用。经番红染色后制成切
片 , 采用计算机显微图像电脑分析系统 (XSJ-HX)
进行测量 , 长度和宽度分别在 4倍和 40倍物镜下
测量 , 每个试样测量 60根。
表 1　大花序桉种源样木
种源 种源地 胸径/cm 树高/m 枝下高/ m
19155 PALUMA RANGE 16.04 16.06 7.52
19157 SC RUBBY CK 15.76 14.14 7.14
19488 POMONA 16.68 14.9 6.08
20720 GYMPIE VETERAN SF502 16.28 14.8 7.08
20722 WOONDUM SF393 16.56 14.92 6.86
20725 WOLVISF627 16.78 16.3 7.58
20727 CARDWELL SF461 15.92 16.44 6.38
20729 RAVENSHOE SF251 16.08 15.76 6.28
20730 CARDWELL 16.18 15.16 6.5
2　结果与分析
2.1　纤维形态在种源间的变异
如表 2示为大花序桉种源 1.3 m 高度纤维特性
各因子测定统计情况 , 对各种源第 3年的纤维特性
进行方差分析 , 如表 3示 , 各种源的纤维长度存在
极显著性变异 , 长度范围为 826.67 ～ 1 014.93
μm , 而纤维长宽比 、 腔径比则不存在显著变异 。
表 2　大花序桉种源纤维特性因子
种源 长度/μm 宽度/μm 内径/μm 长宽比 腔径比
19155 987.68 21.18 10.97 47.03 0.518
19157 821.62 19.70 10.26 41.94 0.518
19488 985.36 22.10 12.29 45.05 0.551
20720 920.52 21.61 11.67 42.66 0.539
20722 974.35 20.95 10.28 46.89 0.486
20725 930.51 22.07 12.65 42.25 0.572
20727 930.66 20.52 11.44 45.58 0.554
20729 891.36 20.44 11.32 43.60 0.554
20730 945.19 20.77 11.85 45.59 0.571
9第 1 期　　　　　　　杨中宁 , 项东云 , 陈健波 , 等:大花序桉种源木材纤维特性变异研究
表 3　大花序桉种源第 3 年纤维特性方差分析
　平方和 自由度 均方 F 值 Sig.
种源间 151 297.415 8 18 912.177 3.161 0.009
长度 种源内 203 430.949 34 5 983.263
总数 354 728.364 42
种源间 260.399 8 32.550 1.700 0.134
长宽比 种源内 651.039 34 19.148
总数 911.438 42
种源间 0.071 8 0.009 1.346 0.255
腔径比 种源内 0.223 34 0.007
总数 0.294 42
2.2　纤维长度沿树干高度上的变异
纤维长度是纤维形态中最为重要的因子 , 其变
异大小是优良纸浆用材选择的基础 。图 1所示为大
花序桉各种源纤维长度沿树干高度自伐根向上的变
异 , 在伐根处的纤维长度明显小于其它高度的纤维
长度 , 各种源在其它高度的纤维长度相差不大 , 变
异没有显著规律。其中种源 19157各高度的纤维长
度明显小于其它种源相对应高度的纤维长度。
图 1　大花序桉种源纤维长度沿树干高度上的变异
2.3　纤维形态及径向变异
2.3.1纤维长度
图 2所示为大花序桉各种源纤维长度随生长轮
数的径向变异 , 自髓心向外 , 各种源木材纤维长度
随生长轮增加而显著增加 , 前 3年增长较快 , 随后
3年缓慢增加 。产生这种变化的根本原因在于形成
层原始细胞垂周分裂速度和子细胞穿插生长 。髓心
附近的形成层原始细胞尚未成熟 , 体形较短 , 产生
较短的子细胞以满足树干直径快速生长的需要;到
一定时期 , 形成层原始细胞成熟 , 体形变长 , 较短
的形成层原始细胞消逝速度加快 , 产生较长的子
细胞[ 7] 。纤维长度的径向变异不仅受遗传控制 ,
变异规律基本稳定 , 还与年轮数密切相关 。为此通
过对大花序桉种源纤维长度 (Y)随生长轮年龄
(X)进行线性回归分析可知:乘幂回归曲线最佳 ,
回归方程为:Y =AXB , 决定系数均达 0.938 以
上 , 为此对大花序桉种源木材纤维长度随生长轮年
龄变化的模拟选优会达到预期的效果 。
2.3.2　纤维长宽比
纤维长宽比也是一项很重要的纤维形态指标 ,
10 广 西 林 业 科 学　　　　　　　　　　　　　　　　　第 40 卷
长宽比值大小直接影响打浆的难易程度和成纸强
度[ 8] 。如图3所示 , 大花序桉种源纤维长宽比随距
髓心的生长轮数逐渐增大 , 第 1年至第 4年增长较
快 , 第 4年之后缓慢增长并逐渐趋于稳定。一般而
言 , 长宽比大于 35 , 都是适合造纸的材料[ 8] , 各
种源纤维长宽比范围在 33.3 ～ 52.7之间 , 这表明
大花序桉幼龄材也是适合做纸浆材的 , 并且随着年
轮数的增加长宽比有增大趋势 , 所以大花序桉作为
中大径材培育有更大的发展空间。
　
　
2.3.3　纤维腔径比
纤维腔径比又称为柔性系数 , 它影响纸张的强
度和纤维之间的结合能力 。同时腔径比愈小 , 则双
壁厚相应愈大 , 双壁厚是木材重量 、基本密度和强
度性质的物质基础 , 所以腔径比也是衡量木材物理
力学性能优劣的重要指标之一 。如图 4所示大花序
桉种源纤维腔径比随距髓心生长轮数增加而减小 ,
变化范围为 0.43 ～ 0.68 , 几个种源中间有所浮动 ,
但总体呈现减小趋势 , 出现这种情况可能与某一年
的气候因子及土壤条件有关 。很多研究认为纤维腔
径比越接近于 1 , 纤维壁薄腔大 , 细胞越易于压
溃 , 则纸张强度就越大[ 9] 。对尾巨桉 8个家系的纤
维特性研究表明 , 尾巨桉 8个家系的纤维腔径比变
动幅度为 0.57至 0.80 , 与大花序桉相比 , 其造纸
性能明显优于大花序桉[ 8] 。
图 4　大花序桉种源纤维腔径比径向变异
3　结论与讨论
(1)大花序桉种源间在 1.3 m 高度纤维长度
存在极显著性变异 , 种源 19155 、 19488 、 20722的
纤维长度较大 , 纤维长宽比 、腔径比不存在显著变
异 , 因此在种源间进行纤维长度定向选育可获得较
好的效果 。
(2)大花序桉种源纤维长度沿树干高度除伐根
处较小 , 其余各高度相差不大 , 没有明显规律 , 表
明整个树干的木材质量差异较小 , 可获得利用的一
致性 。
(3)纤维长度 、纤维长宽比和纤维腔径比既是
造纸原料的重要指标 , 又与木材力学性能密切相
关 , 根据大花序桉的纤维长度及径向变异特点 , 纤
维长度和纤维长宽比随生长轮逐年呈增加的趋势 ,
这与邱坚等对巨桉人工林纤维特性研究的结果相
似[ 10] , 而纤维腔径比则随生长轮逐步减小 , 大花
序桉其幼龄材可以作为纸浆材 , 大龄材可作为中大
径锯材培育 , 可获得较好的小径材与中大径材混合
经营的效果 , 其制浆难度及得浆率还需进一步研
究。
参考文献
[ 1] 翟新翠 , 项东云 , 陈健波 , 等.大花序桉种源/家系遗传变
异与早期选择研究[ J].广西林业科学 , 2007 , 36(1):26-
30.
(下转第 16页)
11第 1 期　　　　　　　杨中宁 , 项东云 , 陈健波 , 等:大花序桉种源木材纤维特性变异研究
wood exposed to biocontrols and stain fungi[ J].Material and
Organismen , 1997 , 31(4);265-279.
[ 5] Srinivasan U , et al.The role of sideropho re production in
the biological control of w ood decay fungi by Thichoderma
spp.Proceedings of the 9th International Biodeterioration
and biodeg radation Symposium[ C].Leeds , UK , 1995.
[ 6] 徐同 ,柳良好.木霉几丁质酶及其对植物病原真菌的拮抗
作用[ J].植物病理学报 , 2002 , 32(2):97-102.
[ 7] Bhuyan S A.Antagonistic effect of T.viride , T.harz ianum
and Asperigillus ter reus on Rhizoctonia solani causing
shea th blight of rice [ J] .Agricultural Science Society of
No rth East India, 1994 , 7(1):125-128.
[ 8] 杨合同 , 唐文华.木霉菌与植物病害的生物防治[ J].山东
科学 , 1999 , 12(4):7-14.
[ 9] Chet I.T richoderma:application ,mode of action , and poten-
tial as a biocontrol ag ent of soilbo rne plant pathogenic fungil
[ A] // chet I(ed).Innonative approaches to plant disease
contro l[ M].New Yo rk:Wiley , 1987.
[ 10] Miller G L.Use of dinitrosalicyclic acid reagent for deter-
mination of reducing sugar[ J].Biotechnol Bioeng Symp ,
1959(5):193-219.
[ 11] Bradford M M.A rapid and sensitive method fo r the quan-
titation of microgram quantities o f protein utilizing the
principle of protein-dye binding[ J].Anal Bio chem , 1976 ,
72:248-254.
[ 12] Laemmli U K.Cleavage of structural proteins during the
assembly of the head of bacteriophage T4[ J].Nature ,
224:680-685.
[ 13] 郭尧君.蛋白质电泳实验技术[ M].北京:科学出版社 ,
1999.
[ 14] 陈述 ,李多川 , 刘开启 , 等.黄蓝状菌一种几丁质酶的纯
化 、性质及抗菌活性[ J].中国森林病虫 , 2003 , 22(3):6
-9.
(上接第 11页)
[ 2] 项东云 , 陈健波 ,申文辉 , 等.大花序桉种源间木材物理性
质变异研究[ J].广西林业科学 , 2008 , 37(2):57-65.
[ 3] Bootle K R.Wood in Australia:Type , proper ties and uses
[ M ] .Sydney , Australia:McGraw-Hill Book Company ,
1983.
[ 4] JIANG Ze-hui , ZHAO Rong-jun , FEI Ben-hua Sound ab-
sorption property of wood for five eucalypt species [ J].
Joumal of Forestry Research , 2004 , 15(3):207-210.
[ 5] 姜笑梅 , 叶克林 ,吕建雄 , 等.中国桉树和相思人工林木材
性质与加工利用[ M] .北京:科学出版社 , 2007.
[ 6] 徐有明.木材学[ M].北京:中国林业出版社 , 2006.
[ 7] 徐有明.油松管胞形态特征的变异[ J].林业科学 , 1990 ,
26(4):337-343.
[ 8] 苌姗姗 ,刘 元 , 胡进波 ,等.尾巨桉家系木材的解剖结构
及纤维形态研究[ J].造纸科学与技术 , 2007 , 26(4):1-
5.
[ 9] 张耀丽 ,徐永吉 , 徐 柯 ,等.不同施肥处理对尾叶桉纤维
形态的影响[ J].南京林业大学学报 , 2000 , 24(1);41-
44.
[ 10]邱 坚 , 闭海松 ,伍建玲 , 等.巨桉人工林木材纤维形态特
征及其变异[ J].东北林业大学学报 , 2009 , 37(1):67-
68.
16 广 西 林 业 科 学　　　　　　　　　　　　　　　　　第 40 卷