全 文 ：第 4 卷 第 l 期
1 9 9 1 年 2 月
林业 科 学研 究
FO R E S T R E S E A R CH
V o l
.
4
,
N o
.
i
Fe b
。 ,
1 9 9 1
不同供水条件对 I 一 69 杨树材质的影响‘
王世绩 刘奉觉 郑世错
(中国林业科学研究院林业研究所 )
柴修式 张文庆
(中国林业科学研究院木材研究所 )
关盆词 杨树 , 灌溉 , 木材性质
杨树生长对土壤水分条件的反应非常敏感 [ ’了, 虽然不同品种或无性系之间存在着明显的
差 异 I‘, 2 ] , 但从总体来看 , 木材年轮宽度的变化主要是由土壤水分供应条件所决定的 [3一叼 。
在有条件灌溉的地区 , 人们除了关心灌溉的花费与木材增长量之间的经济效益外 , 同时也关
心灌溉量与树木材质之间的相互关系 。 换句话说 , 木材质量会不会因灌溉量过多而下降? 下
降多少 ? 这显然是科技工作者应当回答的重要问题 。 遗憾的是 , 在国内外繁多的文献中 , 报
道灌溉对树木生长影响的结论很多 1 一。」, 但是 , 关于灌溉对材性影响的研究工作 , 国外也 为
数很少 [s, ’。〕, 国内更未见有报道 。
1 试验材料与方法
试验地设在山东省苔县廿里乡。 1 9 8 2年春 , 以 6 m x 3 m 的株行距栽 植一 年 生 工一的 杨
树苗(乃p : lu s de ltb ide s B a r tr . e v . “L u x ” e x l一6 9 / 5 5 ) , 因气候干旱 , 秋季全部 平 氛
1 9 8 2一1 9 84 年间 , 人工林的行间种植小麦和甘薯 , 1 9 8 3一 1 9 8 6年 , 划分灌溉小区 , 采用滴灌
系统定量供水。 灌溉小区的面积为 。. 45 ha , 一级和二级供水的小区设两次重复 , 对 照小区
(只靠天然降水 )设三次重复。 由于试验期间, 特别是1 9 8 3年的天然降水量变化较大 , 因此 , 各
年人工供水量的相对数值不等(表 1 )。 有关本项研究的其他概况见参考文献少 “, ’1 。
用做材性测定的试材 , 参照国家标准 G B 1 927 一 8。《木材物理力学采集方法》进行 , 1 9 8 6
年 4 月 3 日, 在每个试验区各采 4 株标准木 , 对照区的标准木平均树高14 . l m ; 平 均胸 径
1 5
.
1 c m , 一级供水 , 平均树高1 5 。 s m , 平均胸径 17 . 0 c m ; 二级供水 , 平均树高15 。 g m ,
平均胸径 i 7 . 6 e m 。
试材的分配方法如下 : 自树高 1 . 3 m 至3 . 3 m 处取一段 ;树高5 . 3 m 至7 . 3 m 处再取一段 。
如果枝下高不足了. 3 m , 则只取一段。 在每段下端无明显缺陷处 , 分别 截 取 5 c m 和 10 c扭
厚的两个圆盘 , 供纤维离析和硬度试件 。 剩下的木段锯成粗制试条 , 进行气干 。 待木材含水
率降至纤维饱和点以下时 , 制成试件 , 进行各项试验 。
离析材料按年轮分开取材 , 然后将试材劈成火柴杆粗细的试条 , 分别投入备好的指形管
内 , 放进蒸馏水 , 侯其下沉且无气泡发生 , 证明试条内无空气存在 , 将水倒出 , 注入离析液
本文于 1 9 89 年1 1 月 1 5 日收到 。
* 本项研究是 “汤树丰产栽 培中间试验(国家科委 合同项 目)”课题中, ‘杨树水分生理与合理灌溉研究 ”中的一 部 分。 王
建园同志帮助处理部分测试数据 , 谨此歌谢 .
蜷10 2 林 业 科 学 研 究
〔醋酸(CH 3CO O H ): 过氧化氢(H : 0 : ) 二 1 : 1〕, 约10 天 。 由于木素较纤维素对氧化抵 抗 力弱 ,
两纤维中间层比细胞的初生壁和次生壁易受强氧化影响 , 木素自行分离。 离析后 , 用蒸馏水
洗净 , 即可供测定纤维长度等用 。
纤维长度测定 : 离析后的纤维勿需染色 , 稀释到约。. 0 01 %的 浓 度 时 , 注入到 K A JA -
A N I FS一1 0 自动纤维分析仪的样品杯中 , 纤维通过一根毛细管进行测量 ; 微处 理 机根 据
测量进行计算、 贮存和各种信息处理 , 打印机提供分析结果 。
2 试验结果
2
.
1 木材纤维长度变化
用纤维长度分析仪测定了 5 项指标 , 即纤维个数 、 算术平均纤维长度 、 重量平均纤维长
度 、 二重重量平均纤维长度和细小纤维的百分含量 。 从表 2 ~ 4 看出 , 纤维长度随着树木年
轮而增长 , 年轮之间的差异是显著的 , 这与其他作者研究的结果是一致的 [吕l , 不同的供水条
件 , 对纤维长度的影响是不显著的 。 相反地 , 从表 1 的试验结果中可以看出 , 不同供水条件 ,
衰 1 不同年份的供水t 与 I 一 69 杨材积增长t
年
份
5 ~ 10 月份供水盆 材 积 增 长 (m “)
供 水 处 理 绝 对 值
(m m )
1 9 8 3
对照 (天然降水)
一 级供水
二 级供水
4 2 8
. 魂
6 2 7
.
0
8 0 2
.
6
1 0 0
1 4 6
.
4
1 8 7
.
3
19 8 4
对照 (天然降水 )
一 级供水
二 级供水
对照 (天然降水 )
一级供水
二 级供水
对 照(天然降水 )
一 级供水
二级供水
7 1 5
.
8
8 5 4
.
1
9 4 3
.
8
1 0 0
1 19
.
3
13 1
.
9
单 株 增 长
0
.
0 14 1 5 土 0 . 0 0后 14
0
.
0 17 2 7 士 0 . 0 0 3 7 5
0
.
0 19 6 3 土 0 . 0 0 1 6 1
0
.
0 35 9 2 士 0 . 0 0 1 64
0
.
0 46 9 3士 0 . 0 0 1 2 6
0
.
0 5 1 2 2 士0 . 0 0 8 3 0
每 公 顷
每公顷材积的
相对值(% )值对%相
7
.
8
1
:
.
:
IOe
1 2 3
.
1
1 4 1
.
0
2 0
.
1
2 6
.
1
2 8
.
5
1 0 0
12 9
.
9
14 1
.
8
七n习36
1 9 8 5
5 3 0
.
0
6 8 7
.
8
7 15
.
1
10 0
12 9
.
3
1 34 9 3 8
.
6
1 00
10 9
.
8
1 1 4
.
9
Q一8⋯八曰自卜U3月马1 9 8 6 4 46 . 07 40 . 59 95 . 8 1 0 01 6 62 2 3 . 3
0
.
0 6 0 5 6 士 0 . 0 1 1 4 8
0
.
0 66 5 2 土0 . 勺0 5 1 5
0
.
0 6 9 3 9 士 0 . 0 0 5 6 1
0
.
0 5 5 7 3 土 0 . 0 0 2 2 4
0
.
0 6 5 7 5 士 0 . 0 06 3 4
0
.
0 7 3 5 7 士 0 . 0 0 1 5 3
1 0 0
1 1 8
.
1
1 3 2
.
2
注 , 供水址为天然降水皿与人工供水 t 之 和 。
裹 2 供水条件对纤维长度¹ 的形晌
供 水 条 件 天 然 降 水 (对照 ) 一 级 供 水 级 水二 供
年 轮
观 侧样本数
算术平均优 ( m m )
皿皿平均位 ( m m )
二皿重 址平均位
( m m )
细小纤维 ( < 。, Z m m )
含 址 (环 )
8 29 8 4 20 7
0
.
5 8
0
.
6 9
0
.
8 3
8 16 5
0
.
69
0
.
85
1
.
06
4
8 4 0 2
0
.
7 5
0
.
8 9
1
.
0 8
3
.
8 3
13 48 8
0
.
4 6
0
.
5 3
0
.
6 3
14 17 9 8 145
0 5 2 0
.
5 9
0
.
5 8 0
.
7 1
0
.
7 0 0 8 9
8 9 0 7
0
.
7 5
0
.
8 9
1
.
12
1 5 17 5
0
.
42
0
.
5 5
0
.
8 8
8 8 7 4
0
.
5 4
0
.
6 4
0
.
7 9
8 48 6
0 6 5
0
.
7 6
0 8 8
9 186
0
.
7 6
0
.
8 9
1
.
0 5
目J. .‘,二二tqO6⋯onnU
2 2
,
9 8 8
.
7 4 5
.
39 2 7
.
5 2 13 1 4 1 0
.
8 8 3
.
9 6 5 3
.
6 8 1 1
.
30 6 0 2 2
.
2 6
¹ 算术平均纤维 长度 L N = 苍卫乞 宁弓 , 重 瓜 平均纤维长度 L牙 二 茎鲤艺 门l 皿 重重且平均纤维 长度 L甲 产 二 兰些艺 八石巴
式 ‘l, ” = 各组 分的纤维总数 , l二 各组 分的纤维长度。
1 期 王世绩等 : 不同供水条件对 I 一69 杨树材质的影响 20息
表 3 纤维长度的方差分析及方差分且
变异来源 自由度
算 术 平 均 值 重 量 平 均 值 重 重 量 平 均 值
分量值 /( % )
326年 龄
供水条件
误 差
6 5
.
8 8
* *
2
.
0 0 攻 s
分量值 / (% )
0
.
0 1 7 3 / 9 4
.
5
0
.
0 0 0 2/ 1
.
1
0
.
0 0 0 8/ 4
.
4
4 5
.
8 1
. *
1
.
7 5 N S
分量值/( % )
0
.
0 23 9 / 9 2
.
6
0
.
0 00 3 / 1
.
2
0
.
0 01 6 / 6
.
2
5
.
8 9
‘
0
.
76 N 日
0
.
0 2 2 5 / 6 2
.
0
0/ 0
0
.
0 1 3 8 / 3 8
.
0
注 : * * 示差异极显著 , * 示差 异显著 , N S示差异不显著 。
对 工一69 杨幼林材积增长量的影响是很 显 著的 ,
造林后一年 (1 9 83 年) , 一级供水区的每公顷材积
增长量为对照区 (天然降水 ) 的123 . 1 % ; 二级供
水区 为14 1 . 0 % ; 4 年生幼林(1 9 8 6年) , 相应的
数值为 1 1 8 . 1 %和 1 32 . 。% 。 由此可以得出 初 步
结论 : 如以培育纤维材为目的 , 在天然降水与人
工灌溉量合计达 80 0一 1 0 0 m m 的范围内 , 可以
明显提高木材纤维的产量 , 而不降低其纤维长度 。
试验结果还表明 , 年轮靠髓心越近 , 其纤维长度
越短 , 细小纤维的百分含量越高。 这对于实行超
短轮伐期作业是一个很不利的因素 , 值得引起高
度重视 。
2
.
2 木材物理力学性质的变化
在三种供水条件下 , 工一69 杨木材物理力 学
性质的测定结果列入表 5 。 从表 5 看出 , 木材密
表 4 不同年轮平均纤维
长度及差异显著性
. ‘曰.二‘‘. 二翻. . . . ‘ . ‘二 . . . . . ‘r . a. ‘ . ‘ . 曰. . . 矛目叫曰曰 , . . . 二 . 。 ‘沁 , 姗几 . . . ‘ J 翻
维纤长度 年 平均值 (m m )
0
.
4 4 A
八八U人U
算术平均值 5 4 B
6 4 C
7 5 D
1占,一八OA
重量平均值
0
.
5 3 A
0
.
6 4 B
0
.
7 7 C
0
.
89 D
二重重量平均值
0
.
72 A
0
.
7 7A
0
.
94 A B
4 1
.
08 B
注 : 表中相 同字母表示差异不显著 。
表 5 三种供水条件下的 I 一69 杨木材物理力学性质比较
株 树 平均
龄 胸径
数 (a) (c m )
密 度 干 缩 系 数 ( % ) 顺 纹
抗 压强度
馆/ c m 3 ) 径向 弦向 体积 (MP a)
抗弯
强度
(M Pa)
抗弯
弹性模量
顺纹抗剪强度
(M Pa )
(G P a) 径 面 弦 面
冲击 硬 度 (M Pa )韧性
_
( k J/
m , ) 端面 径面 弦面
供水处理
对照
(天然 4 4 1 5
降水 )
i 些」些五 卫立丝必 旦卫旦呈玉 旦二~丝旦八 之些达 丝卫立. 生些 旦互全 旦」立 丝二鑫丝」鑫丝二卫立 茎生里丝
1 0 0 1 0 0 1 00 1 0 0 10 0 1 0 0 1 0 0 10 0 1 0 0 1 幻0 1 0 0 1 0 0 1 0 0
一91.8一86.3一85.4一9.2瓷箫兴一90.6一级供水
二级
供水
4 4 1 7 砰二二些卫 全兰旦立 些里互生全 色些匹卫二卫五
9 3
.
7 9 8
。
4 99
.
6 9 9
。
0 9 8
.
9
4 4 1 7
,
0
.
4 1 5 B 0
.
12 8 A 0
.
2 5 6 A 0
.
4 1 8 A 2 7
.
0 A 5 7
.
9 B 6
.
7 B 6
.
0 A 7
.
6 A 5 8
.
I A 3 1
.
5 A 2 2
.
3 A 2 1
.
3 A
D—————一—一————一9 3 。 0 10 0 9 7 . 7 9 9 。 5 9 5 . 7 90 . 9 8 3 。 8 9 2 . 3 9 1 . 6 9 8 . 3 9 5 。 7 9 8 . 7 1 0 2 . 9注 : ¹ 密度 、 顺纹抗压强度、 抗弯强度 、 抗弯弹性模摄 、 顺纹抗剪强度 、 硬度 , 均为含水率15 % 时的致值 ,
º 各种性质栏内数值 , 上边为平均值 , 下边是相对值 ,
» I M Pa ( 1 兆 帕) = i o . i g 7 k g f/ e m Z ,
I G Pa (千 兆帕) = 10 1 , 7k g f / e m Z ,
i k J/ m Z (千焦/ 米 2 ) 二 o . o l o i 9 7 k g f · m / e m Z ,
囚数字后有相同字 母表示差异不显著。
1 0 4 林 业 科 学 研 究 4 卷
度 、 抗 弯 强 度 和抗弯弹性模量三项指标受供水条件的影响最大。 供水与天然降水之间的差
异极显著 , 两种供水条件之间的差异不显著。 其他各项指标随供水条件的改善均呈明显下降
的趋势 , 但未达到差异显著性的水准。
综上所述 , 灌溉在增加木材产量的同时 , 降低了木材密度 、 抗弯强度等物理力学性质 ,
因此 , 在培育建筑用材林时 , 应在考虑培育目的和经济效益的前提下 , 决定灌溉量 。
参 考 文 献
〔1 〕徐 纬英主编 , 1 9 88 , 杨树 , 黑龙 江人 民 出版社 , 1 21 ~ 18 2.
〔2 〕王世绩等 , 1 98 2 , 十种杨树苗木 水分关系的研究 , 林业科学 , 18 (1 ) : 6 ~ 1’ 。
[ 3 〕郑世错等 , 1 95 8 , 供水对杨树人工幼林材积生长的形晌 , 林业科学 , 2‘(3 ) : 3 3 2 ~ 3 5吕。
〔4 〕 刘奉觉等 , 1 98 8 , 田 间供水与杨树生长关系的研究 1 . 供水处理对杨树生长 、 树体结构和叶 t 的影响 , 林业 科学
研究 , 1 (2 ). 1 5 3 ~ 1 61 。
〔5 己 刘奉觉等 , 1 9 8 8 , 田 间供水与杨 树生长关系的研究 1 . 田 间供水 、 蒸 璐耗水与材积产盈的关系分析及林 木需水盈
的估算 , 林业科学研究 , i (3) : 2 5 2 ~ 2 5 . 。
〔6 〕 成俊卿 , 1 9 8 3 , 泡桐属 木 材的性质和用途的研究(一 ) , 林业 科学 , 1 9 (l) : 58 ~ 630
〔7 〕刘奉觉等 , 1 98 7 , 杨树人工幼林的燕腾变异与熟曲耗水 t 估算方法的研究 , 林业科学 (营林专辑 ) , 35 ~ “ 。
〔8 〕朱惠芳等 , 1 98 2 , 致种速生树种 的木材纤维形态及其化学成分的研究 , 林业科学 , 18 (4) : 2 5 5 ~ 26 7 。
[ 。〕 Z a h n e r R , 10 6 8 , W a t e r d e fie it a n d g r o w t h o f t re e s In K o 名lo w , h i T . T (e d ) w a te r d e fie st a n d
一la n t g r o w th l , A e a d e m ie P r e s s , N e w Y o rk
.
to〕 C he n g , W . W . e t a l . , 19 79 , A n a t o m ie a l p r o p e r t ie , o f se le e te d P o 夕“l“ 5 e lo n e s g r o w n u n d e r
i几 te n s iv e e u ltu r e , 平 o o d S e fe n e e , 1 1(s ): 1 52 ~ la7 .
Io fl
o e n e e o
f 万 a te , S u PPI夕 o n 附 o o d P r o Pe r t〕,
o f P o P“lu s d e lto fd e s
W a n g S hiji L iu Fe n g ju e Z h e n g S hik a
T 几e 刀 e s e o r。h I o s r‘亡。*e o f F o r e s tr , C刀F )
Ch a i X iu w u Z h a n g W e n q in g
(7
’
l: e 1 2e s e u : e , . 1 。: tit“to o f 不厂o o d I o d o s* , , C A F )
A b st r a e t T h is Pa Pe r in te n d e d to Pr e s e n t the r e s u lts o f the s e r ie s e x P
·
e r im e n ts c o n d u e t e d in Ju x ia n C o u n ty
,
Sh a n do n g Pr o v in e e
,
w h ie h a im e d a t
d e te r m in in g t h e in flu e n e e o f w a te r s u PP ly o n w o o d p r o p e r ty o f p o p “I: ‘s
d elto fd e : B a r tr
.
e v
. “
L u x
"
I一 6 9 / 5 5
.
In th e sPr in g o f 1 9 8 2
, e u t tin g s o f t h e
a bo v e
一
m e n t io n e d sPe e ie s w e r e se t w it h a sPa e in g o f 3 x 6 m e te r s in t h e
e x Pe r im e n ta l fie ld
,
w hie h w a s Ia t e r (d u r in g 1 9 8 3 a n d 1 9 5 6 ) d iv id e d in to
1 期 王世绩等: 不同供水条件对 I 一69 杨树材质的影响
s e v e r a l sm a ll ir r ig a t ion Plo ts
.
A v e r a g in g a b o u t 0
.
4 5 he e ta r e in s iz e
, e a e h
Plo t wa
s s u PPlie d w ith a fix e d q u a n t ity o f w a te r by m e a n s o f d r iPPin g
r a in
ma k
e r sys te m s : w hile t h e P lo ts o f 七h e e o n t r o l o n ly r e lie d o n n a tu ra l
r a in fa ll
.
In e o n t r a st
,
th e P lo ts w ith ls t
一 ela s s w a t e r s u PPly g e n e r a lly r e e e
-
ive d a r tifie ia lly d r iPPe d w a te r a bo u t 5 0 Pe r e e n t h ig h e r th a n t h e r a in fa ll
th ey r e e e iv e d
, a n d a bo u t 1 0 0 Pe r e e n t h ig h e r in r e g a r d to tho s e w ith Zn d
-
e la s s wa t
e r s
tP P ly
o f the sa m e e o n tr a s t
.
T h e r e 3 u lts o f th e e x Pe r im e n ts
,
g a in e d th r o u g h th r e e r e p e titio n s o f th e s im ila r p r a e t ie e
,
in d ie a te d tha t
ir r ig a tio n e o u ld P r omo
te g r e a tly th e v o lu m e in e r em e n t o f t his sPe e ie s
w ith o u t g iv in g n o t ie e a b le in flu e n e e s o n s u eh m e a s u r eme 鱿 5 o f w o o d fib e r
a s its le n g th
,
w 二d th , e a v u m d ia m e t e r , a n d do u ble 一w a ll thie k n e ss 。 H o w e v e r ,
it wo
u ld le a d a d e e lin in g t r e n d to mo
st in d e x e 3 o f 、vo o d e o n e e r n in g ;t导
Phy
s ie a l and m
e e h a n ie a i P r o Pe r t ie s
, s u e h a s b a s ie d e n sity
,
h a rdn
e s s , e o m
-
Pr e s siv e st r e n g th
,
b e n d in g s t r e n g th
, s he a r in g s t r e n g th
, a n d im Pa e t d u e t i
-
lity
。
K e y w or d s v o P la r : ir r ig a t io n ; w o o d Pr o Pe r ty
叫枷州卜、怒卜 。畴卜碑办叫黔 , 冬卜 心熟卜·暇沙洲孙 物 跨沪哗卜嵘知此黔嵘知 ·嗯卜哗卜 ‘自 ‘球卜州扮 .暇枷 “心卜峨乡硬孙侧乡引今l. 礴沪姆卜戏) ‘哈 嘴舞. 哪卜
“国外杨树引种及区域化试验研究”达到国际
同类研究的先进水平
中国林科院林研所等单位承担的“国外杨树引种及区域化研究” , 经近十年的工作 , 从意
大利、 法国、 南斯拉夫 、 荷兰等17 个国家引进的3 31 个杨树无性系中选出了 6 个优良无性系 ,
即美洲黑杨无性系 5 杨 , Z K E N S 杨 , 欧美杨无性系比利尼杨 、 N 3 0 16 杨、 N E 2 2 杨和74 杨 ,
具有生长快 、 成活率高、 干形通直、 抗病虫能力强的优良特性。 经区域化试验 , 初步确定了
6 个优良无性系的适生范围 。两个美州黑杨无性系在北亚热带湿润地区 、淮河流域 以南至长江
流域以北之间的广大平原地区均可种植 。 欧美杨无性系比利尼杨适生豫西 、 晋南的南温带半
干旱地区, N E 22 杨和 74 杨适宜在河北中南部 、 山东 中北部 、 安徽北部和河南北部南 温 带
湿润地区推广 ; N 3 0 1 6杨适宜河北北部南温带亚湿润地区种植 。
最近 , 该项研究在北京通过鉴定。 专家们认为 : 该成果紧密结合生产, 选种程序严格 ,
引种资源收集丰富 , 投资少 , 见效诀 , 经济效益明显。 在引种的同时 , 建立了我国材料最丰
富的黑杨派杨树基因库。 成果达到了国际同类研究的先进水平 。
(郸 苏 )