全 文 ：第 34 卷 第 6 期 西 南 林 业 大 学 学 报 Vol． 34 No． 6
2014 年 12 月 JOUＲNAL OF SOUTHWEST FOＲESTＲY UNIVEＲSITY Dec． 2014
收稿日期:2014 － 05 － 12
基金项目:中央财政推广项目(桂科攻 1123004 － 3A)资助;广西研究与开发项目(桂科合 1347004 － 3)资助;广西科技厅基本科研业务费
专项项目(林科字 201203 号)资助。
第 1 作者:周维(1962—) ，女，高级工程师。研究方向:桉树培育与应用。Email:zhouwei. hm@ 163. com。
通信作者:项东云(1960—) ，男，教授级高级工程师。研究方向:桉树遗传育种及森林培育。Email:Xiang_dongyun@ aliyun. com。
doi:10． 3969 / j． issn． 2095 － 1914． 2014． 06． 013
大花序桉种源幼林木材力学性质研究
周 维1 卢翠香1 杨中宁2 李昌荣1 陈健波1 刘 媛1 项东云1，3
(1．广西林业科学研究院国家林业局中南速生材繁育实验室，广西优良用材林资源培育重点实验室，广西 南宁 530001;
2．广西七坡林场，广西 南宁 530225;3．南京林业大学资源与环境学院，江苏 南京 210037)
摘要:通过对广西钦廉林场 6 年生的 9 个大花序桉种源木材力学性质进行测定，结果表明，种源间
木材顺纹抗压强度、抗弯强度、抗弯弹性模量和抗剪强度差异极显著; 4 个力学指标群体均值分别
为 60. 272 MPa、127． 920 MPa、10． 667 GPa、736． 987 kN，均达到中等至高级水平;树高、胸径与 4 个
力学指标间存在中等强度以下的负相关，但均未达到显著水平; 4 个力学指标的广义遗传力分别为
0. 72、0. 79、0. 72、0. 47;木材综合品质系数为 11 084． 51 × 105 Pa，属高等级材。大花序桉木材可作
为承重结构和高中档家具用材，开发利用该木材作为结构用材，具有现实意义。
关键词:大花序桉;种源;力学性质;遗传变异;综合评价
中图分类号:S781. 2 文献标志码:A 文章编号:2095 － 1914(2014)06 － 0075 － 06
Study on Juvenile Woods Mechanical Properties
of Eucalyptus cloeziana Provenances
ZHOU Wei1，LU Cui-xiang1，YANG Zhong-ning2，LI Chang-rong1，
CHEN Jian-bo1，LIU Yuan1，XIANG Dong-yun1，3
(1. Guangxi Academy of Forestry，Key Laboratory of Central South Fast-Growing Timber Cultivation of Forestry Ministry of China，Guangxi Key
Laboratory of Superior Timber Trees Ｒesource Cultivation，Nanning Guangxi 530001，China;2. Qi Po Forest Farm of Guangxi，Nanning
Guangxi 530225，China;3． College of Forest Ｒesources and Environment，Nanjing Forestry University，Nanjing Jiangsu 210037，China)
Abstract:In Guangxi Qinlian Forest Farm，we selected six-year old Eucalyptus cloeziana from 9 prove-
nances as material，analyzed the wood mechanical property． The result showed that differences of compressive
strength parallel to grain，bending strength，modulus of elasticity and shear strength were significant among
different provenances． The mean value of these four mechanical indexes were 60. 272 MPa，127. 920 MPa，
10. 667 GPa and 736. 987 kN，respectively，and all of them reached medium and high level. Tree height，di-
ameter at breast height showed moderate-intensity negative correlations with four mechanical indexes，but they
were not significant． The broad-sense heritability of four mechanical indexes was 0. 72，0. 79，0. 72 and
0. 47，respectively． Comprehensive quality factor of wood was 11 084. 51 × 105 Pa，which belonged to high
class wood． Wood of Eucalyptus cloeziana could be used as timber of bearing structure and medium and high
class furniture． Therefore，developing and using wood of Eucalyptus cloeziana as structural timber has practical
significance．
Key words:Eucalyptus cloeziana;provenance;wood properties;genetic variation;combination evaluation
大花序桉(Eucalyptus cloezian)是一种干形通直
的高大乔木，主要分布在澳大利亚昆士兰南部，树高
可达 35 ～45 m，木材呈黄褐色、沉重坚固，是很好的锯
材树种。我国于 1972 年开始引种大花序桉;1983 年
中澳技术合作东门桉树示范林项目开始进行树种试
验，1989年开始进行种源试验;主要对其生长状况、耐
寒性、耐旱性、抗病虫害［1 － 4］等进行研究，结果表明，
大花序桉生长快，干形好，材质优良，是具有较高实木
利用价值的桉树新品种，目前作为中大径材来培育。
我国有关大花序桉材性方面的研究报道不
多［5 － 13］，其中仅部分文献涉及到种源间力学性质差
异分析［10 － 13］，有关大花序桉种源幼龄材材性方面的
研究未见报道。本研究对广西林业科学研究院建立
的大花序桉种源 /家系试验的 6年生 9 个种源木材主
要力学指标进行探讨，为大花序桉实木材与纸浆材种
源的综合评价、定向培育和木材合理利用提供依据。
1 试材与方法
1． 1 试验林概况
试验林位于广西钦州市钦廉林场，地处北纬
21°57，东经 108°37，年平均气温 22 ℃，年均日照
时数 1 801 h ，年平均降雨量 2 113． 7 mm，年平均相
对湿度 82%，土壤为红壤，伴有石砾。试验林于
2004 年种植，采用随机区组设计，单株小区，30 次重
复，小区间不设隔离株。
1． 2 试材取样与测定方法
每个种源分别选 5 株平均木，9 个种源共 45 个
单株，样木基本情况见表 1。2010 年 5 月采集样木，
采集方法按照 GB 1927—2009［14］进行，试件的截取
与制作方法按 GB 1929—2009［15］的有关要求进行，
木材力学性质的测定按照 GB 1935 ～ 1937—
2009［16 － 18］的有关要求进行。
表 1 大花序桉种源样木基本情况
Tab． 1 The basic information of sample tree of E． cloeziana
种源 株号 胸径 / cm 树高 /m 枝下高 /m
19155
1 15. 9 17. 7 8. 2
2 16. 0 16. 4 7. 0
3 15. 7 17. 0 9. 2
4 17. 9 14. 6 6. 1
5 14. 7 14. 6 7. 8
19157
1 17. 0 16. 0 7. 3
2 15. 3 14. 7 7. 7
3 14. 9 13. 8 5. 5
4 15. 9 13. 1 6. 0
5 15. 7 13. 1 10. 0
表 1(续)
种源 株号 胸径 / cm 树高 /m 枝下高 /m
19488
1 15. 8 15. 4 3. 6
2 16. 9 16. 4 6. 6
3 16. 3 14. 3 4. 6
4 16. 4 15. 2 8. 7
5 18. 0 13. 2 6. 9
20720
1 17. 4 17. 1 9. 6
2 15. 8 16. 5 7. 9
3 15. 0 14. 5 6. 6
4 17. 5 12. 5 5. 4
5 15. 7 13. 4 5. 9
20722
1 16. 1 15. 7 8. 3
2 16. 6 14. 8 6. 0
3 16. 3 15. 7 5. 2
4 16. 8 17. 0 7. 0
5 17. 0 11. 4 8. 0
20725
1 16. 7 18. 0 7. 7
2 17. 2 15. 4 8. 2
3 16. 1 18. 0 6. 0
4 17. 1 14. 5 7. 2
5 16. 8 15. 6 9. 0
20727
1 16. 1 15. 7 6. 8
2 15. 4 17. 2 6. 0
3 15. 5 17. 1 5. 2
4 17. 1 16. 1 8. 1
5 15. 5 16. 1 6. 0
20729
1 14. 7 17. 4 7. 5
2 15. 8 15. 3 8. 4
3 17. 8 15. 4 4. 8
4 17. 0 16. 2 4. 4
5 15. 1 14. 5 6. 3
20730
1 15. 2 15. 1 3. 5
2 16. 4 15. 4 6. 0
3 16. 1 16. 6 5. 1
4 15. 8 14. 5 9. 8
5 17. 4 14. 2 8. 1
1． 3 统计方法
用 Excel处理各测定指标的平均值、标准差和
变异系数，采用 SPSS 17． 0 软件对各主要指标进行
方差分析、多重比较、性状间的相关性分析、聚类分
析、主成分分析，并根据数量遗传学理论计算各性
状遗传参数。
种源广义遗传力:H2 =
σ2g
σ2g +
σ2e
B
式中:σ2g 表示种源的方差分量;σ
2
e 表示误差项分
67 西 南 林 业 大 学 学 报 第 34 卷
量;B表示重复数。
遗传变异系数:GVC =
σ2槡 g
μ
× 100%
表性变异系数:PVC =
σ2g + σ
2槡 p
μ
× 100%
式中:σ2g 表示种源的方差分量;σ
2
p 表示误差项分
量;μ表示平均值。
2 结果与分析
2． 1 大花序桉种源幼林木材力学性质遗传变异
分析
大花序桉幼龄材力学性质测定结果见表 2。
木材顺纹抗压强度种源群体均值为 60. 272 MPa，
变异系数平均值为 13. 02%，抗压强度变化范围为
56. 437 ～ 66. 273 MPa;种源 20730 标准强度值最
大，种源 20725 强度值最小，两者相差 9. 836 MPa;
高于群体均值的有 4 个种源，分别为 19157、
19488、20720、20730。抗弯强度种源群体均值为
127. 920 MPa，变异系数平均值为 16. 49%，抗弯强
度变化范围为 112. 364 ～ 140. 872 MPa;最大的为
种源 20730，最小的为种源 20725，两者相差
28. 508 MPa;高于群体均值的种源有 19157、
20722、20727、20730。抗弯弹性模量群体均值为
10. 667 GPa，变异系数平均值为 18. 38%，抗弯弹
性模量变化范围为 9. 247 ～ 12. 343 GPa;最大的为
种源 20730，最小的为种源 20720，两者相差 3. 096
GPa;大 于 群 体 均 值 的 种 源 有 19157、20722、
20727、20729、20730。抗剪强度种源群体均值为
736. 987 kN，变异系数平均值为 15. 37%，抗剪强
度变化范围为 699. 04 ～ 809. 04 kN;最大的为种源
19157，最小的为种源 20722，两者相差 110 kN;大
于群体均值的种源有 19157、20720、20730。4 个
力学指标变异系数均大于 10%，说明这些种源在
力学性质的性状上有很大的改良空间。
表 2 大花序桉种源木材力学性质
Tab． 2 Wood mechanical properties of E． cloeziana provenances
种源
顺纹抗压强度 抗弯强度 抗弯弹性模量 抗剪强度
平均值 /MPa 变异系数 /% 平均值 /MPa 变异系数 /% 平均值 /GPa 变异系数 /% 平均值 /kN 变异系数 /%
19155 59. 464 17. 22 121. 049 20. 98 10. 109 25. 14 700. 000 17. 25
19157 61. 006 10. 62 136. 315 12. 08 10. 966 19. 31 809. 040 14. 04
19488 60. 657 10. 28 121. 594 15. 33 10. 361 15. 03 704. 420 13. 66
20720 62. 235 9. 56 118. 991 11. 84 9. 247 16. 62 802. 570 17. 57
20722 59. 935 11. 96 138. 233 14. 13 11. 123 16. 79 699. 040 18. 28
20725 56. 437 14. 36 112. 364 19. 73 9. 712 19. 93 731. 390 11. 74
20727 59. 159 22. 82 136. 741 25. 03 11. 136 24. 10 717. 300 24. 16
20729 57. 280 8. 79 125. 120 11. 96 11. 006 13. 41 704. 870 12. 55
20730 66. 273 11. 60 140. 872 17. 29 12. 343 15. 13 764. 250 9. 11
平均值 60. 272 13. 02 127. 920 16. 49 10. 667 18. 38 736. 987 15. 37
大花序桉种源间木材力学性质的方差分析结
果(表 3)表明:种源间木材顺纹抗压强度、抗弯强
度、抗弯弹性模量、抗剪强度差异极显著。说明在
种源水平上对大花序桉的材性进行改良有很大潜
力，进行木材的顺纹抗压强度、抗弯强度、抗弯弹性
模量、抗剪强度的种源选择，可取得良好的效果。
这与徐有明等［19］、姜笑梅等［20］、阚荣飞［10］关于种
源材性差异分析结果一致。
大花序桉种源间木材力学性质的多重比较(表
4)表明，种源 20730 与其他种源之间的顺纹抗压强
度差异显著，种源 19155、19157、19488、20722 和
20727 之间差异不显著，种源 20720 和 19157、19488
之间差异不显著，种源 20725 与 20729 之间不存在
显著差异，但与其他种源差异显著。种源 20730 的
抗弯强度与种源 20729、19488、19155、20725、20720
之间差异显著，种源 20727、20722、19157 与种源
19488、19155、20725、20720 之间差异显著，其他大
部分种源差异不显著。种源 20730 抗弯弹性模量与
19157、19488、19155、20725、20720 之间差异显著，
种源 19157 与 20725、20720 之间差异显著，种源
20725、20720 和 20727、20722、20729 之间差异显著。
种源 19157 的抗剪强度除了种源 20720 外，与其余 8
个种源之间差异显著，种源 20730 除种源 20720、
20725 外，与其他种源之间差异显著。
77第 6 期 周 维等:大花序桉种源幼林木材力学性质研究
表 3 大花序桉种源间木材力学性质的方差分析
Tab． 3 Variance analysis results of wood mechanical
properties of E． cloeziana provenances
力学指标 变异来源 平方和 自由度 均方 F值 Sig
顺纹抗压强度 种源间 6 662. 472 8 832. 809 12. 917 0
种源内 73 626. 893 1 142 64. 472
总和 80 289. 364 1 150
抗弯强度 种源间 17 997. 202 8 2 249. 650 4. 877 0
种源内 86 722. 436 188 461. 289
总和 104 719. 639 196
抗弯弹性模量 种源间 110 288 415. 200 8 786 051. 887 3. 647 0. 001
种源内 710 666 366. 300 188 780 140. 246
总和 820 954 781. 400 196
抗剪强度 种源间 912 088. 500 8 114 011. 063 8. 563 0
种源内 7 189 656. 946 540 13 314. 180
总和 8 101 745. 446 548
表 4 大花序桉种源间木材力学性质的多重比较
Tab． 4 Multiple comparisons results of wood mechanical
properties of E． cloeziana provenances
种源
顺纹抗压强度
/MPa
抗弯强度
/MPa
抗弯弹性模量
/GPa
抗剪强度
/kN
20730 66. 273 a 140. 872 a 12. 343 a 764. 250 bc
20727 59. 159 cd 136. 741 ab 11. 136 ab 717. 300 d
20722 59. 935 c 138. 233 ab 11. 123 ab 699. 040 d
20729 57. 280 de 125. 120 bc 11. 006 ab 704. 870 d
19157 61. 006 bc 136. 315 ab 10. 966 b 809. 040 a
19488 60. 657 bc 121. 594 c 10. 361 bc 704. 420 d
19155 59. 464 c 121. 049 c 10. 109 bc 700. 000 d
20725 56. 437 e 112. 364 c 9. 712 c 731. 390 cd
20720 62. 235 b 118. 991 c 9. 247 c 802. 570 ab
注:同列字母不同表示 0． 05 水平上差异显著。
2． 2 大花序桉种源幼龄材力学性质与生长性状的
关系
数量性状的遗传受到多基因的遗传控制，由于
基因之间的相互作用以及多因一效和一因多效的
作用，使得性状间彼此关联，相互影响，只有了解其
相关性，才能在育种改良中权衡取舍，提高林木改
良效率［3］。从表 5 中可以看出:树高与胸径之间存
在微弱的正相关;树高、胸径与顺纹抗压强度、抗弯
强度、抗弯弹性模量、抗剪强度之间存在中等强度
或中等强度以下的负相关，但均未达到显著水平;
在 4 个力学指标的相关关系中，抗弯强度与抗弯弹
性模量的相关系数为 0． 885，达到极显著水平，其余
各指标之间均为中等强度的相关及弱相关。实验
结果说明，生长快的树木其 4 个力学指标在总体上
有下降趋势，4 个力学指标在遗传上可能是相互独
立的，受不同遗传机制的控制，这些性状可以独立
进行选择，进而可培育出木材性状较好又速生的
种源。
表 5 大花序桉种源木材力学性质与生长性状间相关分析
Tab． 5 Correlation coefficient of wood mechanical properties
and DBH of E． cloeziana provenances
性状 树高 胸径
顺纹抗
压强度
抗弯
强度
抗弯弹性
模量
抗剪
强度
树高 1 0. 084 － 0. 203 － 0. 475 － 0. 347 － 0. 357
胸径 1 － 0. 541 － 0. 325 － 0. 106 － 0. 590
顺纹抗压强度 1 0. 544 0. 462 0. 507
抗弯强度 1 0. 855＊＊ 0. 136
抗弯弹性模量 1 － 0. 084
抗剪强度 1
注:* 表示相关关系显著，＊＊表示相关关系极显著。
2． 3 大花序桉种源幼龄材力学性质遗传参数估算
大花序桉 9 个种源各性状遗传参数的估算结果
见表 6。
表 6 大花序桉种源各性状遗传参数
Tab． 6 The genetic parameters of E． cloeziana provenances
遗传参数
顺纹抗压
强度 /MPa
抗弯强度
/MPa
抗弯弹性
模量 /GPa
抗剪强
度 /kN
平均表型值 60. 27 127. 74 10. 67 736. 99
遗传方差 153. 67 353. 40 1. 99 11 188. 54
环境方差 64. 47 472. 03 3. 80 13 314. 18
表型方差 166. 56 447. 80 2. 75 24 502. 72
遗传力 0. 72 0. 79 0. 72 0. 47
表性变异系数 /% 21. 42 16. 57 15. 54 21. 24
遗传变异系数 /% 20. 57 14. 72 13. 22 14. 35
入选率 50%的遗传增益 12. 33 10. 47 8. 95 7. 76
入选率 20%的遗传增益 21. 58 18. 32 15. 67 13. 58
由表 6 可知，顺纹抗压强度、抗弯强度、抗弯弹
性模量、抗剪强度的广义遗传力分别为:0. 72、0. 79、
0. 72、0. 47。说明木材力学性质受中等及中等强度
以上的遗传控制，通过一定强度的选择，能获得较
高的遗传增益。4 个力学指标遗传变异系数分别为
20. 57%、14. 72%、13. 22%、14. 35%，说明大花序桉
种源力学性质表现出丰富的遗传异度。如进行木
材强度的直接选择，以入选率为 50% (选择强度
0. 8)来计算，遗传增益的范围为 7. 76% ～ 12. 33%，
以 20 %的入选率(选择强度 1. 4)来计算，遗传增益
的范围为 13. 58% ～ 21. 58%，具有较好的选择
87 西 南 林 业 大 学 学 报 第 34 卷
效应。
2． 4 大花序桉种源木材力学强度和木材品质系数
评价
根据木材力学强度的品等分级划分标准［21］，6
年生大花序桉木材顺纹抗压强度、抗弯强度、抗弯
弹性模量、抗剪强度均达到中等至高级水平。作为
结构用材，顺纹抗压强度和抗弯强度是 2 个很重要
的衡量指标，通常用两者之和来表示木材的综合强
度［22］。从以上试验数据可算出，6 年生的大花序桉
种源木材综合强度范围为 168． 801 ～ 207． 145 MPa，
达到高级水平。
木材品质系数是某项力学强度极限与基本密
度之比值，是评价木材品质的一个重要参数。对于
一些特殊场合，如飞机、桥梁和高层建筑等构件，既
要求材料的力学强度值高，又要求材料的自重轻，
品质系数是材料选择的重要依据［23］。根据测试分
析，大花序桉基本密度为 0． 589 g /cm3［24］，力学强度
见表 2，分析计算 6 年生大花序桉木材的品质系数，
结果见表 7。6 年生大花序桉木材的综合品质系数
达 11 084． 51 × 105 Pa，已达到高等级材的要求。
表 7 大花序桉木材品质系数
Tab． 7 Wood quality coefficient of E． cloeziana
项目
顺压品质
系数
抗弯品质
系数
综合品质系数
(顺压 +抗弯)
数值 / × 105 Pa 3 550． 02 7 534． 49 11 084． 51
3 结论与讨论
1)大花序桉种源幼林木材顺纹抗压强度、抗弯
强度、抗弯弹性模量、抗剪强度群体均值分别为
60. 272 MPa、127． 920 MPa 、10. 667 GPa、736. 987 kN。
方差分析表明，种源间 4个力学指标差异极显著。说
明在种源水平上对大花序桉的材性进行改良有很大
潜力，进行木材的顺纹抗压强度、抗弯强度、抗弯弹性
模量、抗剪强度的种源选择，可取得良好的效果。
2)树高与胸径之间存在微弱的正相关。树高、
胸径与顺纹抗压强度、抗弯强度、抗弯弹性模量、抗
剪强度存在中等或中等强度以下的负相关，但均未
达到显著水平。4 个力学指标除了抗弯强度与抗弯
弹性模量达到极显著水平外，其余各指标之间均为
中等强度的相关及弱相关。说明生长快的树木，其
顺纹抗压强度、抗弯强度、抗弯弹性模量和抗剪强
度 4 个力学指标在总体上有下降趋势。
3)顺纹抗压强度、抗弯强度、抗弯弹性模量、抗
剪强度的广义遗传力分别为:0. 72、0. 79、0. 72、
0. 47。4 个力学指标受中等强度以上的遗传控制，
通过一定强度的选择，能获得较高的遗传增益。以
20%的入选率(选择强度 1. 4)来计算，遗传增益的
范围为 13. 58% ～21. 58%，具有较好的选择效应。
4)6 年生大花序桉木材顺纹抗压强度、抗弯强
度、抗弯弹性模量、抗剪强度均达到中等至高级水
平;木材综合强度范围为 168. 801 ～ 207. 145 MPa，
达到高级水平;木材的综合品质系数达 11 084. 51 ×
105 Pa，属高等级材。
5)综合木材生长性状和力学性质研究结果认
为，大花序桉木材为优良的结构用材，可作为承重
结构和高中档家具用材。目前，桉树木材主要用于
制浆造纸和纤维板生产，直接用于结构用材的较
少，利用大花序桉木材的优良性质，开发利用该木
材作为结构用材，具有现实意义。
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( 责任编辑 曹 龙)
08 西 南 林 业 大 学 学 报 第 34 卷