全 文 :书桉树无性系的单板出材率与价值研究
任世奇,罗建中,彭彦,谢耀坚,卢万鸿,曹加光,姜英
(国家林业局桉树研究开发中心,广东 湛江524022)
摘要:为了系统深入地对单板出材率和价值的影响因素进行研究,以11个6年生桉树无性系为材料,使用无损检
测仪器Pilodyn和Fakopp测定立木的外部密度和应力波传输速度,用轴向生长应变仪器CIRAD-ForestMethod
测定立木生长应力,结合对原木外观形质的检测和单板质量等级的划分,运用差异性分析、相关分析及多元逐步回
归分析。结果表明,无性系间立木的材性性状,原木形质中的小头最小直径、弯曲度和端裂指数存在显著差异。节
疤,尤其死节(孔洞)、裂缝是降低单板等级的主要因素。无性系间单板出材率和价值存在显著差异,其中出材率
(%)从大到小排序为:GL9(48.27),EC34(47.17),LH1(44.00),DH3222(42.00),GL4(37.56),SH7(34.88),UC1841
(34.38),LH5(31.06),M1(29.74),DH2012(25.41),SG1(16.28),最大是最小的2.97倍;单段原木价值(RMB/log)
从高到低排序为:EC34(13.37),GL9(13.12),GL4(12.36),LH1(12.02),DH3222(11.55),LH5(10.72),SH7
(9.22),UC1841(7.95),M1(7.55),DH2012(5.97),SG1(4.88),最高是最低的2.74倍;单位材积价值(RMB/m3)从
高到低排序为:EC34(856.49),LH1(794.55),GL9(788.68),DH3222(763.02),GL4(681.44),SH7(629.35),UC1841
(597.66),LH5(559.08),M1(538.39),DH2012(450.49),SG1(294.53),最高是最低的2.91倍。5个品种的无性系
作为胶合板用材,尾巨桉无性系价值最高。原木弯曲度是影响单板出材率和价值的主要因素,木材密度、小头直
径、应力波传输速度及端裂指数等对其也有显著影响。无损检测仪器Pilodyn和Fakopp可对单板出材率和单位材
积价值进行粗略预测。
关键词:桉树无性系;材性性状;原木外观形质;单板出材率与价值
中图分类号:S792.39;Q945.51 文献标识码:A 文章编号:10045759(2010)06004609
木材是重要资源(石油、煤炭、天然气等)中唯一的可再生资源,也是唯一的绿色资源。我国木材资源短缺,随
着天然林保护工程的实施及消费量不断增加,供需矛盾日益突出,大量发展速生丰产林,并科学地、高效地利用是
缓解矛盾的有效方法。
桉树(犈狌犮犪犾狔狆狋)是桃金娘科(Myrtaceae)桉树属(犈狌犮犪犾狔狆狋狌狊)植物的总称[1],是南方发展速生丰产林的战略
树种[2],其无性系具有林分林相整齐、产量高、材质一致等[3]优点,且木材密度大、刚度大、强度好、材质细致、纹理
漂亮,已成为纸浆和人造板(胶合板、纤维板、刨花板)材的重要原料。近5年来,胶合板工业发展迅速,平均每年
以63%的速度增长,然而这种速度仍未能满足其需求的增长,为了填补需求缺口,提高单板出材率和质量则不失
为一条重要途径[4]。有研究认为生长应力(growthstress)的释放导致木材开裂[5,6],从而造成加工过程中材积耗
损和降低产品质量。弯曲(sweep)是影响原木出材率最重要因素之一,弯曲度每增加1%,出材率就下降10%~
11%,造成惊人的锯材材积损失[79],同时,弯曲原木的顺纹抗压临界应力随弯曲度的增大而降低[10,11]。也有研
究[1215]发现节子(knot)是导致单板降级的主要缺陷之一,此外,孔洞(hole)、斜纹理及腐朽等使木材的静曲强度
严重下降。为了提高桉木单板的出材率和质量等级,急需对其影响因素作系统深入的研究。
质量决定价格,单板出材率与质量则决定木材价值。目前,纤维材销售是以重量为计价标准,胶合板材则以
单段原木平均小头直径(smalenddiameter,SED)分级销售,缺乏检尺和分级标准,木材的合理使用未得到充分
体现。对营林者来说主要注重单位面积产量,而生产企业则更加关注单位材积单板出材率和价值,然而这方面的
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2010年12月
草 业 学 报
ACTAPRATACULTURAESINICA
第19卷 第6期
Vol.19,No.6
收稿日期:20091222;改回日期:20100312
基金项目:国家“十一五”科技支撑项目(2006BAD01A1504),国家林业局林业科学技术研究项目(200609)和国家林业局林业科学技术推广项
目(2006109)资助。
作者简介:任世奇(1984),男,四川彭州人,在读硕士。Email:renshiqi200709@yahoo.com.cn
通讯作者。
研究未见报道。本研究以11个6年生桉树无性系为材料,由立木木材材性、原木外观形质和单板质量等级研究
不同品种无性系单板出材率和价值差异;影响单板出材率和价值的主要因素;并试图建立相应的预测模型,为桉
树的育种、营林和加工利用提供参考,为桉树木材的合理、高效使用提供科学依据。
1 材料与方法
1.1 试验区概况
试验地位于广东省湛江市遂溪县南方国家级林木种苗示范基地内,地处东经111°38′,北纬21°30′,属北热带
湿润大区雷琼区北缘,为海洋性季风气候,年平均气温23.1℃,极端最低温1.4~3.6℃,极端最高温37.2~
38.8℃,年相对湿度80.4%,年降水量1567mm,5-9月降水量占全年的85.5%,夏季潮湿,冬季干旱,蒸发量
1763mm,无霜期362d,林地平整,土壤为黄红壤,较瘠薄。
1.2 试验材料
试验林于2003年5月营造,共11个无性系,试验采用每个无性系3行随机排列,每行40株,株行距2m×3
m,具体品种/无性系如表1。
表1 试验材料介绍
犜犪犫犾犲1 犐狀狋狉狅犱狌犮狋犻狅狀狅犳狋狉犻犪犾犿犪狋犲狉犻犪犾狊
序号Number 品种Species 无性系Clone 胸径Diameteratbreastheight(cm) 树高Treeheight(m)
1 巨细桉犈.犵狉犪狀犱犻狊×犈.狋犲狉犲狋犻犮狅狉狀犻狊 DH2012 11.5 17.2
2 雷林1号犈.犾犲犻狕犺狅狌No.1 SH7 9.5 16.9
3 尾巨桉犈.狌狉狅狆犺狔犾犾犪×犈.犵狉犪狀犱犻狊 GL9 12.7 20.5
4 尾巨桉犈.狌狉狅狆犺狔犾犾犪×犈.犵狉犪狀犱犻狊 EC34 12.0 18.4
5 尾巨桉犈.狌狉狅狆犺狔犾犾犪×犈.犵狉犪狀犱犻狊 DH3222 13.2 19.6
6 尾巨桉犈.狌狉狅狆犺狔犾犾犪×犈.犵狉犪狀犱犻狊 GL4 13.4 20.2
7 尾细桉犈.狌狉狅狆犺狔犾犾犪×犈.狋犲狉犲狋犻犮狅狉狀犻狊 UC1841 11.3 16.9
8 尾细桉犈.狌狉狅狆犺狔犾犾犪×犈.狋犲狉犲狋犻犮狅狉狀犻狊 M1 11.8 17.0
9 尾细桉犈.狌狉狅狆犺狔犾犾犪×犈.狋犲狉犲狋犻犮狅狉狀犻狊 LH1 11.4 18.5
10 尾细桉犈.狌狉狅狆犺狔犾犾犪×犈.狋犲狉犲狋犻犮狅狉狀犻狊 LH5 12.2 19.8
11 柳桉犈.狊犪犾犻犵狀犪 SG1 11.2 15.8
1.3 试验方法
1.3.1 活立木调查 本试验开展于2009年9月。每个无性系选取5株平均木,采用无损检测仪Pilodyn检测
木材外部密度,Pilodyn值与木材基本密度存在显著的负相关关系[16,17];使用Fakopp测定应力波传输速度
(acousticwavevelocity,AWV),其与木材的物理性质弹性模量(modulusofelasticity,MOE)具有显著的正相
关关系[18,19];使用轴向生长应变仪CIRAD-ForestMethod测定立木的生长应变(growthstrain)[14]。
应力波传输速度计算公式:犞=犇/犜×1000
式中,犞 为应力波传输速度(km/s),犇为2个探针之间的距离(1.5m),狋为应力波传播时间(μs)。
生长应变值计算公式:犪犔=-犃犅
式中,犪犔 为轴向生长应变,犃为测量值(为负值)(mm),犅为变量,取决于孔的直径、测量距离、弹性模量以及泊松
比,对桉树取值为12。
1.3.2 取样 从每个无性系的5株平均木中选取更为均匀的3株,使用油锯于伐根处人工伐倒,截取长1.3m
的原木共5段,取第1,3,5段作为旋切材料,且在原木两端标记好大小头方向和无性系、株号、木段号,并立即将
原木运至阴凉处,防止过度失水。最终共伐倒立木33棵,获得原木99段。
1.3.3 原木外观形质检测 采伐完后,立即运至室内,防止过多失水,并对原木的长度、大头直径(largeend
diameter,LED)、小头直径、弯曲、节子、端裂(endsplit)、树脂囊(kinovein)和纹理角(grainangle)等进行检测
74第19卷第6期 草业学报2010年
记录。
原木材积[20]计算公式:犞=[(犇1+犇2+犇3+犇4)/2]2×π×犔
式中,犞 为原木材积(m3),犔为原木长度(m),犇1、犇2、犇3、犇4 分别为原木大头长短径和小头长短径(m)。
端裂指数[20]计算公式:犛犐2=[(犛犔犈犖犇×犛犔犈犖犇)/2+(犛犔犈犖犇×犛犔犛犝犚犉犃犆犈)]/(犚犕犈犃犖×犚犕犈犃犖)
式中,犛犐2为单个端裂指数,犛犔犈犖犇为端头开裂长度(mm),犛犔犛犝犚犉犃犆犈为端部开裂沿原木表面开裂长度(mm),
犚犕犈犃犖为原木端头平均半径(mm)。
弯曲度[21]计算公式:犣(%)=(犆/犔)×100
式中,犣为弯曲度(%),犆为拱高(cm),犔为原木内曲水平长(cm)。
尖削度[21]计算公式:犜 (%)=[(犇1-犇2)/犔]×100
式中,犜为原木尖削度(%),犇1 为大头直径(cm),犇2 为小头直径(cm),犔为原木长度(cm)。
1.3.4 单板旋切 采用遂溪县方兴木业有限公司的无卡旋切机,型号:SHD1270SK系列,功率:20.3kW,加工
厚度:1.0~3.6mm,木料最大直径:230mm,最长长度:1400mm。本试验调整设备后的单板规格定为:1300
mm×640mm×1.7mm,共获得375张单板。
1.3.5 单板缺陷记录和质量等级划分,单板出材率、单段原木价值和单位材积价值计算 每张单板从针节、死
节、活节、孔洞、裂缝、毛刺、斜纹理和腐朽等缺陷进行记录;单板分级依据中华人民共和国林业行业标准《旋切单
板》(LY/T1599-2002)进行,桉树作为阔叶材胶合板表板按外观等级分为5个级别。
单板价格依照当前市面价格计算:Ⅰ级2400RMB/m3,Ⅱ、Ⅲ级2000RMB/m3,Ⅳ、Ⅴ级1800RMB/m3。
单板出材率按单板材积与原木材积的百分比计算;单段原木价值按每段原木产出的每张单板的价值总和计
算;单位材积(每立方木材)价值按理论上每立方木材产生的单板价值的总和计算。
1.4 统计分析
采用Excel对各无性系立木材性性状和原木外观形质数据作初步整理,使用SPSS16.0进行差异性分析和
LSD多重比较,依据单板出材量与等级计算原木出材率、单段原木价值和单位材积价值,应用相关分析和多元线
性逐步回归分析建立预测模型。
2 结果与分析
2.1 不同无性系立木的材性性状比较
本研究从立木的木材密度、应力波传输速度和生长应变3个方面来反映不同无性系立木的材性性状。对于
木材密度而言,无性系间木材密度存在显著差异性(表2)。DH3222的木材密度最小,其平均值为13.700mm,
SH7 的最大,平均值仅为10.184mm。无性系间木材密度排序为:SH7<M1<UC1841<SG1<DH2012<LH5<
LH1<EC34<GL9<GL4<DH3222。由LSD多重比较可知:无性系间木材密度差异较大。对于应力波传输速度
而言,无性系间应力波传输速度存在显著差异。SH7 的应力波传输速度最大,平均值为3.367km/s,LH1 最小,
平均值为3.924km/s。无性系间应力波传输速度从大到小排序为:SH7,M1,DH2012,LH5,UC1841,DH3222,GL4,
EC34,GL9,LH1,SG1。从应力波传输速度的变异系数可知,变异系数最大值仅为9.95%,表明无性系内单株间
的应力波传输速度差异较小,比较稳定。对生长应变而言,无性系间生长应变存在显著差异,DH2012的生长应变
值最大,平均值为1523×10-6,EC34最小,平均值为752×10-6。DH2012的生长应变值是EC34的2.026倍。无性
系间生长应变值排序为:DH2012>DH3222>M1>GL9>UC1841>LH5>SH7>LH1>GL4>SG1>EC34。
2.2 不同无性系原木的外观形质分析
本研究的原木外观形质由大头直径、小头最小直径(minimumsmalenddiameter,Minsed)、小头直径、弯
曲度、大头圆润度(LEDcircularity)、小头圆润度(SEDcircularity)、尖削度(taper)和端裂指数(endsplitindex)
这8个指标来体现(表3)。无性系间原木大小头直径、大小头圆润度和尖削度均无显著差异。无性系间原木大
头直径GL9 最大,平均值为14.0cm,DH2012最小,平均值为12.0cm;小头直径LH5 最大,平均值为12.6cm,
SH7 最小,平均值为10.8cm。因无性系间原木大小头直径均无显著性差异,则表明无性系间的径粗差异不大。
84 ACTAPRATACULTURAESINICA(2010) Vol.19,No.6
无性系间原木大头圆润度 M1(96.33%)最大,DH2012(90.43%)最小;小头圆润度 GL4(96.12%)最大,UC1841
(91.11%)最小。无性系原木大小头圆润度的变异系数都较小,最大仅为7.93%,表明各无性系单株树干圆润度
差异不大。无性系间原木尖削度GL9 最大,平均值为1.23%,LH5 最小,平均值为0.74%。由各无性系原木尖
削度的变异系数可知,系数皆很大,个别过百,说明各无性系内单株间的尖削度变化多样。无性系间原木小头最
小直径存在显著差异,LH5 的小头最小直径最大,平均值为12.3cm,UC1841最小,平均值为10.33cm。小头最小
直径从大到小排序为:LH5,GL9,GL4,EC34,M1,DH3222,SG1,LH1,SH7,DH2012,UC1841。无性系间原木端裂指
数存在显著差异。原木端裂指数DH2012最大,平均值为2.87,DH3222最小,平均值为1.36。无性系原木端裂指
数排序为DH2012>M1>LH1>UC1841>SH7>GL4>GL9>EC34>LH5>SG1>DH3222。从原木端裂指数的变
异系数来看,各无性系的变异系数都很大,其中SG1 的系数最大,达到96.20%,是最小(GL4)的4.18倍。无性系
间原木弯曲度存在显著差异。弯曲度SG1 最大,平均值为3.52%,UC1841最小,平均值为0.88%。无性系原木弯
曲度排序为:SG1>GL9>LH5>DH2012>DH3222>M1>LH1>GL4>SH7>EC34>UC1841。从各无性系弯曲度
变异系数可知,系数极大,最高达143.91%,表明无性系内单株间或单株不同高度原木间的弯曲程度有较大差
异,其变化规律有待作进一步分析。
表2 不同无性系立木的材性性状和犔犛犇多重比较
犜犪犫犾犲2 犠狅狅犱狆狉狅狆犲狉狋狔狅犳狊狋犪狀犱犻狀犵狋狉犲犲犪狀犱犔犛犇犿狌犾狋犻狆犾犲犮狅犿狆犪狉犻狊犻狅狀狅犳犱犻犳犳犲狉犲狀狋犮犾狅狀犲狊
无性系
Clone
木材密度Pilodyn
均值 Mean(mm) 变异系数CV(%)
应力波传输速度AWV
均值 Mean(km/s) 变异系数CV(%)
生长应变Growthstrain
均值 Mean(×10-6)变异系数CV(%)
GL4 13.632ab 9.19 3.680cd 3.71 1023abc 24.96
M1 11.000h 11.67 3.917a 5.21 1350ab 48.90
LH5 12.096ef 6.72 3.867a 3.87 1130abc 15.27
SH7 10.184i 7.16 3.924a 3.45 1101abc 16.75
GL9 13.012c 10.04 3.582de 2.32 1197abc 38.28
SG1 11.569fg 10.44 3.367f 5.33 877bc 34.75
LH1 12.467de 6.49 3.522e 3.67 1026abc 39.42
DH3222 13.700ab 10.32 3.745bc 5.67 1506a 24.69
EC34 12.957cd 8.22 3.585de 9.95 752c 64.08
UC1841 11.107gh 8.17 3.822ab 6.63 1188abc 34.30
DH2012 11.974ef 10.99 3.901a 4.05 1523a 47.03
注:同列数据后的不同小写字母表示差异显著(犘<0.05),下同。
Note:Thevalueswithdifferentlettersinthesamecolumnhavesignificantdifference(犘<0.05),thesamebelow.
2.3 不同无性系的单板等级、单板出材率、单段原木价值和单位材积价值分析
对单板进行检测分级,发现几乎所有单板均属于Ⅳ级,极少为Ⅲ级,另外3个级别的单板均没有,表明单板价
值差异的主要影响因素不在于单板质量等级,而单株材积和出材率才是关键。对降低单板等级的主要缺陷因子:
死节、活节、孔洞、裂缝和单板等级进行相关性分析(表4)可知,单板等级与死节、孔洞和裂缝存在极显著正相关,
其中与死节相关系数最大,达到0.286,表明死节是影响单板等级的主要因素,孔洞和端裂也是降低单板等级的
重要缺陷。
出材率的高低决定木材材积的可利用率,木材质量的高低决定产出单板的等级,最终共同决定着木材的可利
用价值。对单板出材率而言,无性系间单板出材率存在显著差异(表5)。GL9 的出材率最高,平均值为
48.266%,SG1 最低,平均值为16.278%,GL9 是SG1 的2.97倍。无性系单板出材率从高到低排序为:GL9,
EC34,LH1,DH3222,GL4,SH7,UC1841,LH5,M1,DH2012,SG1。对单段原木价值而言,无性系间单段原木价值存
在显著差异。EC34的单段原木价值最高,平均值为13.37RMB/log,SG1 最低,平均值为4.88RMB/log,EC34是
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SG1 的2.74倍。无性系单段原木价值从大到小排序为:EC34,GL9,GL4,LH1,DH3222,LH5,SH7,UC1841,M1,
DH2012,SG1。对单位材积价值而言,无性系间单位材积价值存在显著差异。EC34的单位材积价值最高,为
856.49RMB/m3,SG1 最低,平均值为294.53RMB/m3,EC34是SG1 的2.91倍。无性系单位材积价值从高到低
排序为:EC34,LH1,GL9,DH3222,GL4,SH7,UC1841,LH5,M1,DH2012,SG1。从无性系单板出材率、单段原木价
值和单位材积价值变异系数可知,EC34的单板出材率、单段原木价值和单位材积价值变异系数最小,仅为
19.03%,表明此无性系单株间的单板出材率和等级差异较其他无性系小,相对较稳定,反之,SG1的单板出材率、
单段原木价值和单位材积价值的变异系数最大,均超过100%。
表3 不同无性系的原木外观形质和犔犛犇多重比较
犜犪犫犾犲3 犈狓狋犲狉狀犪犾犳犲犪狋狌狉犲狊狅犳犾狅犵犪狀犱犔犛犇犿狌犾狋犻狆犾犲犮狅犿狆犪狉犻狊犻狅狀狅犳犱犻犳犳犲狉犲狀狋犮犾狅狀犲狊
无性系
Clone
大头直径LED
均值 Mean
(cm)
变异系数CV
(%)
小头最小直径 Minsed
均值 Mean
(cm)
变异系数CV
(%)
小头直径SED
均值 Mean
(cm)
变异系数CV
(%)
弯曲度Sweep
均值 Mean
(%)
变异系数CV
(%)
GL4 13.3a 17.18 11.7a 7.95 12.0a 7.67 1.10bc 143.91
M1 13.1a 18.46 11.4ab 11.69 11.6a 11.78 1.41bc 51.50
LH5 13.6a 20.04 12.3a 13.59 12.6a 14.31 2.09bc 35.63
SH7 12.3a 18.20 10.5b 11.85 10.8a 10.88 1.90bc 85.41
GL9 14.0a 19.04 11.8a 8.37 12.4a 10.68 2.22b 113.20
SG1 13.0a 18.58 11.2ab 12.51 11.5a 12.04 3.52a 51.22
LH1 12.9a 19.59 11.1ab 12.27 11.4a 12.53 1.15bc 66.44
DH3222 13.1a 18.39 11.3ab 9.42 11.6a 9.76 1.50bc 107.68
EC34 12.7a 13.03 11.4ab 8.39 11.8a 7.51 0.90c 88.79
UC1841 12.1a 20.95 10.3b 17.19 10.8a 16.52 0.88c 60.30
DH2012 12.0a 19.60 10.4b 16.51 10.8a 16.14 1.73bc 35.82
无性系
Clone
大头圆润LEDcircularity
均值 Mean
(%)
变异系数CV
(%)
小头圆润SEDcircularity
均值 Mean
(%)
变异系数CV
(%)
尖削度Taper
均值 Mean
(%)
变异系数CV
(%)
端裂指数Endsplitindex2
均值 Mean 变异系数CV
(%)
GL4 95.87a 2.91 96.12a 3.22 1.03a 111.74 2.09ab 23.00
M1 96.33a 1.82 96.11a 2.47 1.13a 84.06 2.66a 57.73
LH5 94.28a 2.59 95.40a 3.22 1.38a 103.65 1.45b 31.97
SH7 91.95a 3.40 94.58a 3.87 1.17a 72.48 2.21ab 54.67
GL9 92.83a 7.06 92.81a 7.93 1.23a 93.77 2.08ab 53.22
SG1 93.54a 3.48 93.59a 5.70 1.15a 90.64 1.37b 96.20
LH1 94.55a 4.05 94.12a 3.35 1.11a 97.07 2.66a 66.05
DH3222 95.46a 4.40 95.16a 3.09 1.13a 105.75 1.36b 43.41
EC34 93.61a 4.41 93.35a 3.84 0.82a 83.28 1.47b 38.97
UC1841 92.02a 4.98 91.11a 4.27 0.97a 97.70 2.57a 69.80
DH2012 90.43a 5.18 94.05a 4.55 0.91a 97.80 2.87a 29.56
表4 单板缺陷等级的相关系数
犜犪犫犾犲4 犆狅狉狉犲犾犪狋犻狅狀犮狅犲犳犳犻犮犻犲狀狋狅犳狏犲狀犲犲狉犱犲犳犲犮狋狊犪狀犱犵狉犪犱犲
项目Item 死节等级Deadkont 活节等级Greenknot 孔洞等级 Hole 裂缝等级Splitting
单板等级Veneergrade 0.286 -0.092 0.176 0.159
:0.01水平上极显著相关;:0.05水平上显著相关。
:Correlationissignificantat0.01level;:Correlationissignificantat0.05level.
05 ACTAPRATACULTURAESINICA(2010) Vol.19,No.6
表5 不同无性系的单板出材率、单段原木价值和单位材积价值
犜犪犫犾犲5 犞犲狀犲犲狉狉犲犮狅狏犲狉狔狉犪狋犻狅,狊犻狀犵犾犲犾狅犵狏犪犾狌犲犪狀犱狌狀犻狋狏狅犾狌犿犲狏犪犾狌犲狅犳犱犻犳犳犲狉犲狀狋犮犾狅狀犲狊
无性系
Clone
出材率Recoveryratio
均值 Mean(%)变异系数CV(%)
单段原木价值Singlelogvalue
均值 Mean(RMB/log)变异系数CV(%)
单位材积价值Unitvolumevalue
均值 Mean(RMB/m3)变异系数CV(%)
GL4 37.56abcd 60.83 12.36ab 42.17 681.44ab 60.72
M1 29.74cde 71.36 7.55cd 74.82 538.39bc 70.87
LH5 31.06bcde 44.00 10.72abc 55.56 559.08bc 44.00
SH7 34.88abcd 29.67 9.22abcd 50.84 629.35abc 29.67
GL9 48.27a 50.40 13.12a 21.75 788.68ab 36.16
SG1 16.28e 111.23 4.88d 101.55 294.53c 110.81
LH1 44.00abc 26.51 12.02abc 30.67 794.55ab 26.14
DH3222 42.00abc 50.80 11.55abc 55.13 763.02ab 51.15
EC34 47.17ab 18.62 13.37a 20.28 856.49a 18.20
UC1841 34.38abcd 52.64 7.95bcd 56.43 597.66bc 48.72
DH2012 25.41de 64.38 5.97d 77.65 450.49c 66.56
2.4 单板出材率与价值影响因素分析和预测模型的建立
通过对11个6年生桉树无性系的立木材性性状、原木外观形质、单板质量等级和出材率、单段原木价值和单
位材积价值进行分析,得知不同无性系具有不同材性,不同的树干外观指标,二者共同决定木材质量,最终使得不
同无性系具有不同的单板出材率和单板等级,从而影响木材使用价值。表6对无性系的立木材性性状、原木外观
形质、单板出材率、单段原木价值和单位材积价值进行相关分析,试图找出影响单板出材率、单段原木价值和单位
材积价值的主要因素。
对单板出材率而言,单板出材率与尖削度、木材密度、应力波传输速度和端裂指数存在着显著相关性,与弯曲
度存在极显著负相关且相关系数最大,达到-0.605(表6)。对单板出材率的影响因素进行多元逐步回归分析,
建立如下模型:
犢=5.001-8.632犡1+2.025犡2+3.438犡3-2.098ln犡4+1.800犡5
犚=0.675
式中,犢 为原木出材率(%),犡1 为弯曲度(%),犡2 为尖削度(%),犡3 为木材密度(mm),犡4 为应力波传输速度
(km/s),犡5 为端裂指数。
对单段原木价值而言,单段原木价值与小头直径和小头最小直径、大头直径、木材密度存在极显著正相关性,
与弯曲度存在极显著负相关且相关系数最大,达到-0.414(表6)。对单段原木价值的影响因素进行多元逐步回
归分析,建立如下模型:
犢=-96.813-2.348犡1+24.725ln犡2-12.872ln犡3+9.216ln犡4+0.766犡5
犚=0.728
式中,犢 为单段原木价值(RMB/log),犡1 为弯曲度(%),犡2 为小头直径(cm),犡3 为小头最小直径(cm),犡4 为大
头直径(cm),犡5 为木材密度(mm)。
木材的批量采伐,市场通常以重量(t)或材积(m3)计量,因此,为了方便预测批量木材的产品价值,则需建立
单位材积价值预测模型。与单位材积木材价值存在显著相关性的因素有弯曲度,相关系数达到0.608,以及尖削
度、木材密度和应力波传输时间(表6),经逐步回归分析,建立单位材积价值线性回归模型如下:
犢=115.163-149.553犡1+28.310犡2+52.152犡3+76.377犡4
犚=0.663
式中,犢 为单位材积价值(RMB/m3),犡1 为弯曲度(%),犡2 为尖削度(%),犡3 为木材密度(mm),犡4 为应力波传
15第19卷第6期 草业学报2010年
输速度(km/s)。
综上可知,单板出材率、单段原木价值和单位材积价值的主导影响因素是弯曲度,并随着弯曲度的增加而减
小;使用无损检测仪器Pilodyn和Fakopp可以对其进行预测,即Pilodyn值越大则单板出材率、单段原木价值和
单位材积价值越大,Fakopp值越大则单板出材率、单段原木价值和单位材积价值越小。
表6 木材材性、原木外观形质、出材率和产品价值的相关系数
犜犪犫犾犲6 犆狅狉狉犲犾犪狋犻狅狀犮狅犲犳犳犻犮犻犲狀狋狅犳狑狅狅犱狆狉狅狆犲狉狋犻犲狊,犲狓狋犲狉狀犪犾犾狅犵犳犲犪狋狌狉犲狊,狏犲狀犲犲狉狉犲犮狅狏犲狉狔狉犪狋犻狅犪狀犱狆狉狅犱狌犮狋狏犪犾狌犲
项目
Item
木材
密度
Pilodyn
生长
应变
Growth
strain
应力波
传输
速度
AWV
大头
直径
LED
小头
最小
直径
Minsed
小头
直径
SED
弯曲度
Sweep
大头
圆润度
Led
circularity
小头
圆润度
Sed
circularity
尖削度
Taper
端裂指数
Endsplit
index2
单板出材
率Veneer
recovery
ratio
单段原木
价值
Singlelog
value
单位材积
价值Unit
volume
value
犡1 -0.237 1.000
犡2 -0.014 -0.112 1.000
犡3 0.076 -0.064 0.041 1.000
犡4 0.107 -0.085 0.036 0.821 1.000
犡5 0.129 -0.109 0.033 0.836 0.980 1.000
犡6 0.050 -0.073 0.299 0.433 0.257 0.293 1.000
犡7 0.023 -0.044 -0.079 -0.119 0.062 0.014 -0.194 1.000
犡8 -0.056 0.126 0.026 -0.025 0.164 -0.032 -0.129 0.244 1.000
犡9 -0.026 0.004 0.063 0.860 0.564 0.586 0.493-0.261-0.071 1.000
犡10-0.132 0.172 -0.122 -0.147 -0.075 -0.090 -0.224 0.128 0.027 -0.225 1.000
犡11 0.238 -0.048 -0.201-0.148 -0.032 -0.031 -0.605 0.163 0.005 -0.246 0.198 1.000
犡12 0.270-0.080 -0.123 0.285 0.374 0.379-0.414 0.106 0.015 0.111 0.063 0.800 1.000
犡13 0.222 -0.042 -0.222-0.154 -0.038 -0.040 -0.608 0.176 0.019 -0.245 0.145 0.974 0.818 1.000
:在0.01水平下极显著相关;:在0.05水平下显著相关;犡1-犡13分别代表生长应变、应力波传输速度、大头直径、小头最小直径、小头直径、
弯曲度、大头圆润度、小头圆润度、尖削度、端裂指数、出材率、单段原木价值和单位材积价值。
:Correlationissignificantat0.01level;:Correlationissignificantat0.05level;犡1to犡13representgrowthstrain,fakopp,led,minsed,
sed,sweep,ledcircularity,sedcircularity,taper,endsplitindex,veneerrecoveryratio,singlelogvalue,unitvolumevalue.
3 讨论
桉树单板出材率和价值的研究,是为了筛选和定向培育优良胶合板材,为进一步保存优良胶合板材种质资
源[2224]。本研究11个6年生桉树无性系的木材密度、应力波传输速度和生长应变均存在显著差异,具有较大的
选择空间,这与许多试验[2528]不同桉树品种/无性系具有不同木材材性的研究结果一致。
节疤,尤其死节(孔洞)是影响单板质量等级的主要因素,裂缝对其也有显著影响。培育无节材,对立木在一
定年龄进行修枝处理,是减少节疤(特别是死节),提高单板质量的重要措施。原木端裂和加工过程中机械破损是
造成单板裂缝的主要原因。有研究[29,30]表明,生长应力的释放是造成原木端裂和单板裂缝的主要原因,这一结
论在本研究中未得到明显体现,费本华等[31]研究表明,不同胸径的桉树立木生长应变的变异规律复杂,有待进一
步研究。当前,提高加工工艺和减少原木应力(如原木用水贮藏或蒸煮)[32],双管齐下是减少单板裂缝,提高单板
质量的重要措施。
无性系单板出材率(%)从高到低排序为:GL9(48.27),EC34(47.17),LH1(44.00),DH3222(42.00),GL4
(37.56),SH7(34.88),UC1841(34.38),LH5(31.06),M1(29.74),DH2012(25.41),SG1(16.28)。弯曲度是降低
出材率的主要因素,弯曲度每增加1%,出材率就降低3.9%~10.5%,同时木材密度、尖削度、应力波传输速度对
出材率也有一定影响。值得一提的是小头最小直径,Washusen等[33]研究认为,小头最小直径对出材率有显著影
25 ACTAPRATACULTURAESINICA(2010) Vol.19,No.6
响,而本研究表明,小头最小直径对出材率影响不大,对单段原木价值却有显著影响。
胶合板木材的销售是以小头直径为标准,本研究证实小头直径是决定单段原木价值的主要因素之一,而原木
弯曲度则是影响单段原木价值的最主要因素(主要在于弯曲度对出材率的影响最大,出材率与单段原木价值呈极
显著正相关关系,相关系数达到0.800),这对于木材的销售、购买、检尺等具有指导意义。
11个无性系单位材积价值(RMB/m3)从大到小排序为EC34(856.49),LH1(794.55),GL9(788.68),DH3222
(763.02),GL4(681.44),SH7(629.35),UC1841(597.66),LH5(559.08),M1(538.39),DH2012(450.49),SG1
(294.53)。试验的5个桉树品种无性系,以尾巨桉无性系单板价值名列前茅,这说明尾巨桉作为胶合板材的价值
高于其余4个品种。弯曲度是影响单位材积价值的主要因素,同时单位材积价值与木材密度呈显著正相关关系,
与应力波传输速度呈显著负相关性,因此,使用无损检测仪Pilodyn和Fakopp可以对林木进行早期预测,遗传改
良提高木材加工价值。
致谢:参加本研究的包括国家林业局桉树研究开发中心的研究人员及遂溪县方兴木业有限公司,在此一并感谢!
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犃狊狋狌犱狔狅狀狏犲狀犲犲狉狉犲犮狅狏犲狉狔狉犪狋犻狅犪狀犱狏犪犾狌犲狅犳犲狌犮犪犾狔狆狋犮犾狅狀犲狊
RENShiqi,LUOJianzhong,PENGYan,XIEYaojian,
LU Wanhong,CAOJiaguang,JIANGYing
(ChinaEucalyptyResearchCentre,Zhanjiang524022,China)
犃犫狊狋狉犪犮狋:Theveneerrecoveryratioandvalueofeleven6yearoldeucalyptcloneswereinvestigatedusingPilo
dynandFakopptoestimatethedensityofoutsidewoodandacousticwavevelocityasanondestructivetesting
tool.TheCIRAD-Forestmethodwasusedtomeasurewoodgrowthstressandtheresultswerecombinedwith
measurementsoflogexternalcharactersandveneerqualitygradetofindthemajorsignificantfactorsinfluen
cingveneerrecoveryratioandvalueusingANOVA,correlationanalysis,andmultiplelinearregressionanaly
sis.Thereweresignificantdifferencesinwooddensity,acousticwavevelocity,growthstrain,minsed,sweep
andendsplittingbetweendifferentclones.Knots,especialydeadknots,includingholesandsplitting,were
majorfactorsreducingveneerqualitygrade.Thereweresignificantdifferencesbetweenveneerrecoveryratio
andqualitygrade.Veneerrecoveryratio(%)ofclonesrankedfromhightolow wasGL9(48.27),EC34
(47.17),LH1(44.00),DH3222(42.00),GL4(37.56),SH7(34.88),UC1841(34.38),LH5(31.06),M1
(29.74),DH2012(25.41),andSG1(16.28).Thehighestrecoveryratiowas2.97timesthatofthelowest.The
singlelogvalue(RMB/log)ofclonesrankedfromhightolowwasC34(13.37),GL9(13.12),GL4(12.36),
LH1(12.02),DH3222(11.55),LH5(10.72),SH7(9.22),UC1841(7.95),M1(7.55),DH2012(5.97),andSG1
(4.88),andthehighestvaluewas2.74timesthatofthelowest.Theunitvolumevalue(RMB/m3)ofclones
rankedfromhightolowwasC34(856.49),LH1(794.55),GL9(788.68),DH3222(763.02),GL4(681.44),
SH7(629.35),UC1841(597.66),LH5(559.08),M1(538.39),DH2012(450.49),andSG1(294.53),andthe
highestvaluewas2.91timesthatofthelowest.犈.狌狉狅狆犺狔犾犾犪×犈.犵狉犪狀犱犻狊asplywoodlumbershowedhigher
valuethantheotherfourvariantsduringthistrial.Sweepwasthemajorfactortoinfluenceveneerrecoveryra
tioandvalue,whilewooddensity,smalenddiameter,acousticwavevelocityandendsplitindexhadsignifi
cantimpactsonveneerrecoveryratioandvalue.PilodynandFakoppwereabletoapproximatelypredictandes
timateveneerrecoveryratioandunitvolumevalue.
犓犲狔狑狅狉犱狊:犈狌犮犪犾狔狆狋clone;woodproperty;logexternalfeature;veneerrecoveryratioandgrade
45 ACTAPRATACULTURAESINICA(2010) Vol.19,No.6