全 文 ：第 !" 卷 第 # 期
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林 业 科 学
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三倍体毛白杨超短轮伐纸浆林产量
及其纤维形态分析&
张平冬&6姚6胜$6康向阳&6蒲俊文$
"&2北京林业大学林木育种国家工程实验室6林木花卉遗传育种教育部重点实验室6北京 &%%%#7#
$2北京林业大学材料科学与技术学院6北京 &%%%#7$
摘6要!6以三倍体毛白杨硬枝容器扦插苗为种植材料!以 B BB%!A AA%!! BB?!! !!%!7 77%!$ !B% 株-K8@$为造林
密度在山东兖州建立试验林!在研究三倍体毛白杨超短轮伐纸浆林产量并分析其纤维形态的基础上!探讨超短经
营的可行性& 结果表明’ 三倍体毛白杨无性系对超短轮伐纸浆林树高生长影响极显著!对材积生长影响显著# 造
林密度对胸径与材积生长影响极显著& 在 B BB% 株-K8@$栽培密度下!7 年生三倍体毛白杨超短轮伐纸浆林蓄积量
平均达 #%2& 87-K8@$ & 7 年生三倍体毛白杨超短轮伐纸浆材纤维平均长度介于 %2"" b%2#A 88之间!平均宽度介
于 $!2&# b$#2%" %8之间!长宽比位于 $#2#7 b7!2?B 之间!基本符合制浆造纸的要求&
关键词’6三倍体毛白杨# 纸浆林# 纤维形态
中图分类号! ’"$"2$&666文献标识码!-666文章编号!&%%& @"!##"$%&&#%# @%&$& @%A
收稿日期’ $%%B @&& @&A# 修回日期’ $%&% @%& @$A&
基金项目’ 中央高技科研事业费"CH$%&% @&!$以及国家.十一五/科技支撑课题"$%%A -^L7$ %^&$ &
&康向阳为通讯作者&
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F#$(%$%&’()5’/9/&+#’&2R=,/&2)’5!%6,$,&’%3*2’%&(
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<"= -’/2)’6S;=G10=R KMJ;=RO0P>$G3%32.$,-(.$2/# G31GV00R G1D66超短轮伐期经营是一种适用于阔叶速生树种!
并采用集约管理措施建立和维护的经营体系"方升
佐等! &BB7$& 超短轮伐期林业不仅是劳动密集型
产业!更是一种技术%知识密集型产业!它追求的是
在最短的时间内生产出最多的生物量!满足纤维%能
源以及饲料等不同林产品的需要& 自 &B"% 年
’TK;F=超短轮伐期经营的品种与造林密度选择%生物量%材
性分析及经济评价等方面开展了广泛研究"方升佐
等! &BB7# :D8J1FO-./%F! &B#!# I;=4KS! &B### 智信
等! &BB"# ZD1D;RM-./%F! $%%7# 黄秦军等! $%%##
’G=-PDO-./%F! $%%#$!探讨超短轮伐林业的可行性&
三倍 体 毛 白 杨 " S;=G10=R KMJ;=RO0P>$G3%32
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6第 # 期 张平冬等’ 三倍体毛白杨超短轮伐纸浆林产量及其纤维形态分析
出’ 三倍体毛白杨超短轮伐纸浆林不同无性系%不
同造林密度间的树高生长量存在差异!相同造林密
度条件下!无性系 7^7& 的树高生长量最大& 其中
以 A AA%!! BB?!! !!% 株-K8@$密度定植的无性系
7^7& 树高生长量最大!为 #2B 8# ! !!% 株-K8@$密
度定植的无性系 7^%"!7 77%!$ !B% 株-K8@$密度定
植的无性系 7^%&!B BB%!! BB? 株-K8@$密度定植的
无性系 7^7% 以及 $ !B% 株-K8@$密度定植的无性系
7^%$ 的树高生长量最小!为 "27 8& 三倍体毛白杨
超短轮伐纸浆林的树高生长量差异显著性分析表
明’ 造林密度以及造林密度与无性系间的交互作用
对三倍体毛白杨超短轮伐纸浆林树高生长量影响均
不显著!而不同无性系对三倍体毛白杨超短轮伐纸
浆林树高生长量影响极显著& 进一步对不同三倍体
毛白杨无性系林分树高生长量进行多重比较 "表
&$!结果表明’ 无性系 7^7& 与无性系 7^%&! 7^%$!
7^%"! 7^7% 间树高生长量差异极显著!无性系 7^%&
与无性系 7^7% 间树高生长量差异显著&
表 @AB 年生三倍体毛白杨超短轮伐纸浆林胸径与树高生长量多重比较
9$,E@A:0#%&+#"1’4+$/&)’(’5%*"2&$4"%"/$%,/"$)%*"&I*%$(2%/""*"&I*%’5!%6,$,&’%3*2’%&(
$%B7="$/7’#2+0#+-’’2+#$(%$%&’()
密度
’GDT=<4h
"S;FF-K8@$ $
胸径
L=D8FSF;DSJ;FDOS
KF=4KShT8
>
%2%? %2%&
无性系
(10树高
,;FFKF=4KSh8
>
%2%? %2%&
$ !B% A2A o%2$ D - 7^7& #2# o%2$ D -
7 77% A2! o%2$ DJ -^ 7^%& "2A o%2? J ^
! !!% ?2# o%2$ JT -^ ( 7^%$ "2? o%27 JT ^
A AA% ?2? o%2$ T (^ 7^%" "2? o%2? JT ^
B BB% ?27 o%2& T ( 7^7% "2$ o%2! T ^
! BB? ?2$ o%2& T (
66
图 $67 年生三倍体毛白杨超短轮伐纸浆林树高生长量
[=45$6eF=4KS4;0VSK 0PS;=G10=R KMJ;=RO0P>$G3%32.$,-(.$2/
DS7UMFD;U01R G31GV00R G1D$2&276材积生长6三倍体毛白杨超短轮伐纸浆材
积换算结果如图 7& 从图 7 可以看出’ 不同造林密
度对三倍体毛白杨超短轮伐纸浆林林分蓄积量影响
明显!无性系对蓄积量的影响较小& 材积生长随着
造林密度的减小而降低!呈明显正相关性& 所有无
性系均以 B BB% 株-K8@$密度定植林分的材积生长
量最大!A AA% 株-K8@$密度定植林分次之!$ !B%
株-K8@$密度定植林分的材积生长量最小& 其中!
B BB%株-K8@$密度定植林分的材积生长量以无性系
7^%" 最大!达到 #?2! 87-K8@$!无性系 7^7& 次之!
为 #72! 87-K8@$!无性系 7^7% 材积量最小! 仅
"$2A 87-K8@$& 方差分析结果表明’ 造林密度对三
图 767 年生三倍体毛白杨超短轮伐纸浆林材积生长量
[=4576’SF8W0138F0PS;=G10=R KMJ;=RO0P>$G3%32.$,-(.$2/
DS7UMFD;U01R G31GV00R G1D倍体毛白杨材积生长量影响极显著!而无性系对三
倍体毛白杨材积生长量影响显著!造林密度与无性
系间的交互作用对三倍体毛白杨材积生长量影响不
显著& 分别对不同密度林分间%不同三倍体毛白杨
无性系间材积生长量进行多重比较"表 $$!结果表
明’ B BB% 株-K8@$密度定植林分与 A AA%!! !!%!
! BB?!7 77%!$ !B% 株-K8@$密度定植林分间材积生
长量差异极显著!无性系 7^7& 与 7^7% 间材积生长
量差异极显著!无性系 7^7& 与 7^%" 间材积生长量
差异显著& 因此!就生长量方面来说!选用无性系
7^%" 或 7^7& 按 B BB% 株-K8@$密度造林!是三倍体
毛白杨短轮伐纸浆林经营的适宜组合&
7$&
林 业 科 学 !" 卷6
表 >AB 年生三倍体毛白杨超短轮伐纸浆林材积生长量多重比较
9$,E>A:0#%&+#"1’4+$/&)’(’5)%"4 K’#04"’5%/&+#’&2*=,/&2)’5!%6,$,&’%3*2’%&(
$%B7="$/7’#2+#$(%$%&’()
密度
’GDT=<4h"S;FF-K8@$ $
材积
’SF8W0138Fh"87-K8@$ $
>
%2%? %2%&
无性系
(10材积 ’SF8W0138Fh
"87-K8@$ $
>
%2%? %2%&
B BB% #%2& o!2B D - 7^7& ?!2$ o&"2% D -
A AA% ?B27 o72A J ^ 7^%$ !B2! o&"2$ DJ -^
! !!% !72# oA2& T (^ 7^%& !#2A o" DJ -^
! BB? 7B2# o?2B TR ( 7^%" !A2A o$%2A J -^
7 77% 7#2! o72# TR ( 7^7% !!2% o! J ^
$ !B% 7%2% o72" R (
>?>A三倍体毛白杨超短轮伐纸浆材纤维形态变异
$2$2&6纤维长度6一般来说!好的造纸原料具有纤
维长度长%长宽比大%长宽分布均一等特点& 7 年生
三倍体毛白杨超短轮伐纸浆材的纤维长度测定结果
图 !67 年生三倍体毛白杨超短轮伐纸浆材的纤维长度
[=45!6[=JF;1F<4SK 0PS;=G10=R KMJ;=RO0P>$G3%32.$,-(.$2/
DS7UMFD;U01R G31GV00R G1D如图 !& 从图 ! 可以看出’ 在同一栽培密度条件下!
三倍体毛白杨无性系 7^7& 与 7^%$ 的超短轮伐纸
浆材纤维长度略高于其他 7 个参试无性系& 同一三
倍体毛白杨无性系采用不同造林密度!其纤维长度
没有明显的变化规律& 三倍体毛白杨超短轮伐纸浆
材纤维长度介于 %2"& b%2B$ 88之间& 其中以 !
BB? 株-K8@$密度定植的 7^7& 的纤维长度最长!为
%2B$ 88! ! BB?株-K8@$密度定植的 7^%" 的纤维长
度最短!仅为 %2"& 88& 三倍体毛白杨超短轮伐纸
浆材纤维长度方差分析结果表明’ 无性系对超短轮
伐纸浆材纤维长度影响极显著!而密度以及无性系
与密度间的交互作用均对超短轮伐纸浆材纤维长度
影响不显著& 三倍体毛白杨超短轮伐纸浆材纤维长
度进行多重比较结果显示’ 无性系 7^7&! 7^%$ 纤维
长度显著长于无性系 7^%& 与 7^%""表 7$&
表 BAB 年生三倍体毛白杨超短轮伐纸浆材纤维长度与纤维宽度多重比较
9$,EBA:0#%&+#"1’4+$/&)’(’55&,"/#"(I%*$(25&,"/-&2%*’5%/&+#’&2*=,/&2)’5!%6,$,&’%3*2’%&(
$%B7="$/7’#2+0#+-’’2+#$(%$%&’()
无性系
(10纤维长度
[=JF;1F<4SKh88
>
%2%? %2%&
无性系
(10纤维宽度
[=JF;V=RSKh%8
>
%2%? %2%&
7^7& %2#A o%2%7 D - 7^7% $#2%" o$2%7 D -
7^%$ %2#! o%2%& DJ -^ 7^%" $A27& o%2?" J ^
7^7% %2#% o%2%7 JT (^ 7^%& $?2?# o&2$B JT ^
7^%& %2"# o%2%! T ( 7^7& $?2%B o&2#% TR (^
7^%" %2"" o%2%7 T ( 7^%$ $!2&# o%2#B R (
$2$2$6纤维宽度6造纸纤维材料的纤维宽度越小!
对造纸有利& 三倍体毛白杨超短轮伐纸浆材的纤维
宽度测定结果如图 ?& 从图 ? 可以看出’ 在同一造
林密度条件下!无性系 7^7% 超短轮伐纸浆材的纤
维宽度略高于其他 ! 个参试无性系& 同一三倍体毛
白杨无性系采用不同造林密度!其纤维宽度没有明
显的变化规律& 三倍体毛白杨超短轮伐纸浆材纤维
宽度介于 $72%% b7&27A %8之间& 其中以 B BB%
株-K8@$密度定植的 7^7% 的纤维宽度最大!为
7&27A %8!7 77%株-K8@$密度定植的 7^7& 的纤维
宽度最小!仅为 $72%% %8& 三倍体毛白杨超短轮伐
纸浆材纤维宽度方差分析结果表明’ 无性系对超短
轮伐纸浆材纤维宽度影响极显著!而密度以及无性
系与密度间的交互作用均对超短轮伐纸浆材纤维宽
度影响不显著& 三倍体毛白杨纤维宽度进行多重比
较结果显示’ 无性系 7^%$ 的纤维宽度显著小于无
性系 7^7%! 7^%"! 7^%& 以及 7^7&"表 7$&
$2$276纤维长宽比6纤维长宽比是评价制浆造纸
纤维原料价值的重要指标& 长宽比大的纤维!成纸
时单位面积中纤维之间相互交织的次数多!纤维分
!$&
6第 # 期 张平冬等’ 三倍体毛白杨超短轮伐纸浆林产量及其纤维形态分析
图 ?67 年生三倍体毛白杨超短轮伐纸浆材纤维宽度
[=45?6[=JF;V=RSK 0PS;=G10=R KMJ;=RO0P>$G3%32.$,-(.$2/
DS7UMFD;U01R G31GV00R G1D布细密!成纸强度高# 反之!则单位面积中纤维之间
交织的次数少!成纸的强度较低& 三倍体毛白杨超
短轮伐纸浆材的纤维长宽比测量结果如图 A& 从图
A 可以看出’ 在同一造林密度条件下!三倍体毛白
杨无性系 7^%$! 7^7& 的超短轮伐纸浆材的纤维长
宽比明显高于其他 7 个参试无性系& 同一三倍体毛
白杨无性系采用不同造林密度!其长宽比有先随着
造林密度减小而增大!然后又随着造林密度继续减
小而降低的趋势& 三倍体毛白杨无性系平均纤维长
宽 比 介 于 $#2#7 b 7!2?B 之 间& 其 中 以
7 77% 株-K8@$密度定植的 7^7& 的纤维长宽比值最
大!为 7"2"?!以 B BB% 株-K8@$密度定植的 7^7% 的
纤维长宽比值最小!仅为 $?27A& 三倍体毛白杨无
性系 7^%$! 7^7& 的纤维长宽比平均值分别为 7!2"7
与 7!2?B!高出无性系 7^7%! 7^%" 以及 7^%& 纤维长
宽比 !2% 以上!有利于做纸浆原料&
图 A67 年生三倍体毛白杨超短轮伐纸浆材纤维长宽比
[=45A6YDS=00P1F<4SKhV=RSK 0PS;=G10=R KMJ;=RO0P
>$G3%32.$,-(.$2/ DS7UMFD;U01R G31GV00R G1D76结论与讨论
B?@A无性系与造林密度对纸浆林产量的影响
林分蓄积量取决于 $ 个因素’ 一是单株材积!
另外一个就是造林密度!也就是单位面积的林木株
数& 而单株材积主要受造林树种或无性系%栽培环
境%栽培措施以及抚育管理措施等因素的共同影响
"方升佐等! $%%!$& 尽管施肥%浇水%修枝等管理抚
育措施可以显著地提高林分产量 "(D0-./%5!
$%%#$!但选育高产纸浆林无性系仍然是一个长盛
不衰的研究课题"朱之悌! &B#A$!受到育种学家的
关注& $% 世纪末期!我国已成功选育出多个性状优
良的三倍体毛白杨纸浆材无性系!选育出以 &%" 杨
">$G3%329-3+/,-+*"/(/ 7+FWD0$为代表的诸多欧美
杨纸浆材新品种"朱之悌等! &BB?# &BB## 张绮纹!
&BBB$& 在栽培环境基本一致的条件下!能显著提
高纸浆林产量& 研究表明’ 已获得新品种权保护证
书的三倍体毛白杨 & @A 号!超出同龄普通毛白杨材
积生长量的 & b$ 倍!不同无性系间单株材积生长量
差异显著"朱之悌! $%%A$& 由此可见!选育高产优
质的纸浆材无性系是纸浆林基地建设的根本保证&
一般认为’ 造林密度大!林分郁闭早!加剧了林
木个体间营养空间的竞争!抑制林木生长而导致林
木单株材积下降# 相反!造林密度小!林分郁闭晚!
林木个体营养空间竞争小!有利于培育大径材 "孙
时轩! &BB$$& 马尾松">*(32,/22$(*/(/$%毛白杨%
细叶 桉 " ’3"/%;G.32.-+-.*"$+(*2$% 西 南 桦 " V-.3%/
/%($*0-2$等的研究结果与三倍体毛白杨超短轮伐纸
浆林密度与蓄积量研究结果相同!一致认为随着造
林密度增大!单株材积减小!而单位面积的蓄积量增
大"温佐吾等! $%%%# NKD<4-./%F! $%%7# 杨曾奖等!
$%%7# 郑海水等! $%%7# 谌红辉等! $%%!$& 因此!
选择适宜的造林密度!调节林分郁闭的早晚而达到
调节林木生长分化!最终达到定向培育之目的& 不
同三倍体毛白杨无性系超短轮伐纸浆林均以 B BB%
株-K8@$密度的蓄积量最大& 就单位面积产量而
言!选择出 B BB% 株-K8@$是三倍体毛白杨超短轮伐
纸浆林经营的适宜造林密度&
B?>A无性系与造林密度对超短轮伐纸浆材纤维形
态的影响
树木的材性指标诸如纤维长度%纤维宽度以及
长宽比值等是树种自身的一种生物学特性!主要取
决其遗传基础"方升佐等! $%%!$!栽培环境影子或
者栽培措施对其影响相对较小& 朱教君等 "&BB!$
对北京杨 ">$G3%329@-*5*(6-(2*2$%小钻杨 ">F9
P*/$U#3/(*"/$%小青杨 ">FG2-30$2*,$(*$%小叶杨
">F2*,$(*$及加拿大杨">F9"/(/0-(2*2$纤维长度
变化规律的研究认为’纤维长度与特殊生态环境无
显著相关& 柴修武"&BB&# &BB7$分别对 )@$&! 杨
">9"/(/0-(2*2TW7)@$&!0$%)@AB 杨">F0-%.$*0-2
TW57)@ABh??0$的研究结果表明’随施肥量增加!林
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林 业 科 学 !" 卷6
木生长加快!纤维长度%纤维宽度均呈上升趋势!但
未达到显著水平& (D0等"$%%#$对间伐%施肥与挪
威云杉">*"-/ /@*-2$的材性间关系进行了研究!结
果表明施肥显著地促进了挪威云杉材积生长!而对
管胞长度的影响不显著& YDM80树"’3"/%;G./26%$@3%-2$施肥的研究结果显示!施用
+肥和 Z肥提高了维多利亚湿润地点的桉树生长
量!但桉树材性指标没有明显提高& 以上这些研究
都佐证了栽培环境因子以及营林措施等对木材材性
指标的影响小的观点&
木材的生长发育需要一个很漫长的过程才能达
到成熟期!在这个漫长的细胞与组织分化过程中!木
材纤维长度%纤维宽度等也相应地处于动态变化中&
其一般规律是’ 纤维长度与纤维宽度先随着树龄的
增大而增长!然后到一定年龄后维持稳定 "蒲俊文
等! $%%$$& 三倍体毛白杨超短轮伐试验表明’ 无
性系对超短轮伐纸浆材纤维长度以及纤维宽度的影
响极显著!造林密度以及无性系与造林密度间的交
互作用对纤维长度以及纤维宽度的影响均不显著&
这与以上诸多研究的结果一致& 另外!由于超短轮
伐纸浆材经营时间仅 7 年!时间比较短!尽管获得了
高产!但不同程度地限制了三倍体毛白杨纤维的发
育!优良的造纸特性没有得到充分发挥& 尽管如此!
从造纸原料中短纤维标准看!7 年生三倍体毛白杨
超短轮伐纸浆材纤维长度均在 %2"" 88以上!基本
满足制浆造纸工艺要求&
参 考 文 献
柴修武5&BB&2林地施肥对 )@$&! 杨木材性质的影响5林业科学研
究!!"7$ ’$B" @7%&5
柴修武5&BB72不同肥料效应对 )@AB 杨木材性质的影响5林业科学!
!"7$ ’&!7 @&?&5
方升佐!曹福亮5&BB72杨树短轮伐期经营的现状和前景5南京林业
大学学报!&""增刊$ ’?% @??5
方升佐!徐锡增!吕士行5$%%!2杨树定向培育5合肥’ 安徽科学技术
出版社5
黄秦军!苏晓华!马常耕!等5$%%#2杨树新品系超短轮伐条材材性及
其生物制浆可行性5林业科学研究!$&"&$ ’"! @"#5
谌红辉!丁贵杰5$%%!2马尾松造林密度效应研究5林业科学!!%"&$ ’
B$ @B#5
蒲俊文!宋君龙!姚春丽5$%%$2三倍体毛白杨纤维形态变异的研究5
北京林业大学学报!$!"$$ ’A$ @AA5
孙时轩5&BB$2造林学5$ 版5北京’ 中国林业出版社5
温佐吾!谢双喜!周运超!等5$%%%2造林密度对马尾松林分生长%木
材造纸特性及经济效益的影响5林业科学!7A" ’G5&$ ’7A @!75
杨曾奖!徐大平!张宁南!等5$%%72细叶桉造林密度试验初报5生态
环境! &$"!$ ’!!A @!!#5
郑海水!黎6明!汪炳根!等5$%%72西南桦造林密度与林木生长的关
系5林业科学研究! &A"&$ ’ #& @#A5
智6信!王九龄!辛学兵5&BB"2杨树造纸用材超短轮伐期栽培技术
的研究5北京林业大学学报!&B"$$ ’!$ @!B5
朱教君!姜凤岐!曾其蕴5&BB!2杨树林带木材纤维长度变化规律及
其在经营中的应用5林业科学!7%"&$ ’ ?% @?A5
张绮纹5&BBB2杨树优良纸浆材和生态防护林新品种欧美杨 &%" 号5
林业科学研究!&$"7$ ’ 77$5
朱之悌5&B#A2树木的无性系繁殖与无性系育种5林业科学!$$"7$ ’
$#% @$B%5
朱之悌!林惠斌!康向阳5&BB?2毛白杨异源三倍体 7^%& 等无性系选
育的研究5林业科学!7&"A$ ’ !BB @?%?5
朱之悌!康向阳!张志毅5&BB#2毛白杨天然三倍体选种研究5林业科
学!7!"!$ ’ $$ @7&5
朱之悌5$%%A2毛白杨遗传改良5北京’中国林业出版社5
-1-PDO+! ED;;0< +! /D< L0<4F< ’5$%%#2LMG;0R3TS=0< =< DG0G1D;T0GG=TFT31S3;F0WF;SK;FF;0SDS=0MFD;O$ 5[0;FOS*T0104MD(D0,k! /D1OSD.! eD;]0PF;S=1=\DS=0< 0< V00R G;0GF;S=FODOG;3TF5[0;FOS*T0104MD:D8J1FOY.! N3PD.5&B#!2(0J=08DOOP0;P00R! P0;D4FDZ0G1D;(088=OO=0ZD1D;RM’ :! :=JJ=SV0UMFD;U01R G0G1D;T10q’-5-4;0P0;FOS;M’MOSF8O!?B"&$ ’ $& @$A5
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’S3R=FO=< (K=!责任编辑6石红青"
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