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Formation and Anatomical Characteristics of Tension Wood in Stem of Poplar I-107 Seedlings(Populus × euramericana cv. “74/76”) Inducted by Artifical Inclination

欧美杨107杨苗人工倾斜树干应拉木形成特征及其解剖特性


以60株1年生的欧美杨107杨幼苗为研究对象,在生长季节开展人工倾斜树干试验,将幼苗分成5组(每组12株)后倾斜成不同的角度(0°,15°,30°,45°和60°),苗木生长4个月后在次生木质部取样,观测横切面宏观和微观特征,分应拉区和对应区对其解剖特性进行测定分析。结果表明:1)随着倾斜角度的增加,横截面轮廓由圆形向椭圆形转变,年轮偏宽及起毛区域比例也随着角度增加而增大,方差分析表明不同倾斜角度对年轮偏宽及起毛区域比例影响显著;2)应拉木横切面双染色后随倾斜角度的增加导管数目减少,直径增加,胶质层厚度和区域增大,细胞腔表面由平整变为袖套状起伏,其形状由规则变为不规则;3)纤维长度、宽度和双壁厚随角度增加呈波动变化,应拉区比对应区纤维长度短,双壁厚厚,纤维宽度不同区域无明显变化模式,方差分析表明倾斜角度对纤维长度、宽度和双壁厚影响不显著,不同单株和区域对其影响显著;4)组织比量随倾斜角度的增加,应拉区胶质纤维比量增加明显,其他比量变化不明显,方差分析表明倾斜角度对应拉木组织比量影响不显著,不同单株和区域对其影响显著。

Sixty oneyearold saplings of poplar I107(Populus × euramericana cv. “74/76”) which were divided into five groups were planted in spring and artificially inclined at the angles of 0°,15°,30°,45°and 60° from the vertical. The samples were collected from secondary xylem three months later, and then anatomical characteristics of wood which separated as tension wood area(TW)and opposite wood area(OW)were analyzed, the following conclusions were drawn:1)Along with the increase of inclined angles, the eccentric and woolly area proportion became obvious, the shape of cross section changed from round to ellipsoidal, the eccentric growth and woolly area percent became bigger. The ANOVA results revealed that there were significant effects of inclined angle on eccentric and woolly proportion. 2)Characteristics of cross section view of tension wood were:the number of vessels decreased and the diameter of vessels increased along with the increase of inclined angle, the thickness and number of gelatinous increased;the surface of lumen became wavy and the shape of lumen became irregular. 3)Fiber length, width and double wall thickness fluctuated with the increase of inclined angle, the fiber length of TW were shorter than that of OW, the double wall thickness of TW were thicker than that of OW, The width didn’t present different between TW and OW. The ANOVA results revealed that there weren’t significant effects of inclined angle on fiber length;width and double wall thickness, but there were significant effects of tree and area on fiber length, width and double wall thickness. 4)Gfiber proportion of TW increased with inclined angle, other proportions didn‘t change obviously with inclined angle, The ANOVA results revealed that there weren‘t significant effects of inclined angle on tissue proportions;there were significant effects of tree and area on tissue proportions.


全 文 :第 !" 卷 第 # 期
$ % & % 年 # 月
林 业 科 学
’()*+,)- ’)./-* ’)+)(-*
/012 !",+02 #
345,$ % & %
欧美杨 &%6 杨苗人工倾斜树干应拉木形成特征
及其解剖特性!
刘亚梅7 刘盛全
(安徽农业大学林学与园林学院 7 合肥 $8%%8")
摘 7 要:7 以 "% 株 & 年生的欧美杨 &%6 杨幼苗为研究对象,在生长季节开展人工倾斜树干试验,将幼苗分成 # 组
(每组 &$ 株)后倾斜成不同的角度(%9, ,8%9,!#9和 "%9),苗木生长 ! 个月后在次生木质部取样,观测横切面宏
观和微观特征,分应拉区和对应区对其解剖特性进行测定分析。结果表明:&)随着倾斜角度的增加,横截面轮廓
由圆形向椭圆形转变,年轮偏宽及起毛区域比例也随着角度增加而增大,方差分析表明不同倾斜角度对年轮偏宽
及起毛区域比例影响显著;$)应拉木横切面双染色后随倾斜角度的增加导管数目减少,直径增加,胶质层厚度和
区域增大,细胞腔表面由平整变为袖套状起伏,其形状由规则变为不规则;8)纤维长度、宽度和双壁厚随角度增加
呈波动变化,应拉区比对应区纤维长度短,双壁厚厚,纤维宽度不同区域无明显变化模式,方差分析表明倾斜角度
对纤维长度、宽度和双壁厚影响不显著,不同单株和区域对其影响显著;!)组织比量随倾斜角度的增加,应拉区胶
质纤维比量增加明显,其他比量变化不明显,方差分析表明倾斜角度对应拉木组织比量影响不显著,不同单株和区
域对其影响显著。
关键词:7 欧美杨 &%6 杨;苗木;人工倾斜;应拉木;解剖特性
中图分类号:’6:&2 &7 7 7 文献标识码:-7 7 7 文章编号:&%%& ; 6!::($%&%)%# ; %&88 ; %:
收稿日期:$%%< ; %6 ; %"。
基金项目:国家自然科学基金(8%"6&"!&)。
!刘盛全为通讯作者。
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M=PA DI0>LK SAIA L14CGAJ =C KLI=CD 4CJ 4IG=M=O=4115 =CO1=CAJ 4G GBA 4CD1AK 0M %9, ,8%9,!#94CJ "%9 MI0@ GBA PAIG=O41Q ,BA
K4@L1AK SAIA O011AOGAJ MI0@ KAO0CJ4I5 F51A@ GBIAA @0CGBK 14GAI,4CJ GBAC 4C4G0@=O41 OB4I4OGAI=KG=OK 0M S00J SB=OB
KAL4I4GAJ 4K GACK=0C S00J 4IA4(,T)4CJ 0LL0K=GA S00J 4IA4(UT)SAIA 4C415VAJ,GBA M0110S=CD O0CO1>K=0CK SAIA JI4SC:
&)-10CD S=GB GBA =COIA4KA 0M =CO1=CAJ 4CD1AK,GBA AOOACGI=O 4CJ S00115 4IA4 LI0L0IG=0C WAO4@A 0WP=0>K,GBA KB4LA 0M OI0KK
KAOG=0C OB4CDAJ MI0@ I0>CJ G0 A11=LK0=J41,GBA AOOACGI=O DI0SGB 4CJ S00115 4IA4 LAIOACG WAO4@A W=DDAIQ ,BA -+U/-
IAK>1GK IAPA41AJ GB4G GBAIA SAIA K=DC=M=O4CG AMMAOGK 0M =CO1=CAJ 4CD1A 0C AOOACGI=O 4CJ S00115 LI0L0IG=0CQ $)(B4I4OGAI=KG=OK 0M
OI0KK KAOG=0C P=AS 0M GACK=0C S00J SAIA:GBA C>@WAI 0M PAKKA1K JAOIA4KAJ 4CJ GBA J=4@AGAI 0M PAKKA1K =COIA4KAJ 410CD S=GB
GBA =COIA4KA 0M =CO1=CAJ 4CD1A,GBA GB=OXCAKK 4CJ C>@WAI 0M DA14G=C0>K =COIA4KAJ;GBA K>IM4OA 0M 1>@AC WAO4@A S4P5 4CJ
GBA KB4LA 0M 1>@AC WAO4@A =IIAD>14IQ 8)Y=WAI 1ACDGB,S=JGB 4CJ J0>W1A S411 GB=OXCAKK M1>OG>4GAJ S=GB GBA =COIA4KA 0M
=CO1=CAJ 4CD1A,GBA M=WAI 1ACDGB 0M ,T SAIA KB0IGAI GB4C GB4G 0M UT,GBA J0>W1A S411 GB=OXCAKK 0M ,T SAIA GB=OXAI GB4C
GB4G 0M UT,,BA S=JGB J=JC’G LIAKACG J=MMAIACG WAGSAAC ,T 4CJ UTQ ,BA -+U/- IAK>1GK IAPA41AJ GB4G GBAIA SAIAC’G
K=DC=M=O4CG AMMAOGK 0M =CO1=CAJ 4CD1A 0C M=WAI 1ACDGB;S=JGB 4CJ J0>W1A S411 GB=OXCAKK,W>G GBAIA SAIA K=DC=M=O4CG AMMAOGK 0M
GIAA 4CJ 4IA4 0C M=WAI 1ACDGB,S=JGB 4CJ J0>W1A S411 GB=OXCAKKQ !)ZHM=WAI LI0L0IG=0C 0M ,T =COIA4KAJ S=GB =CO1=CAJ 4CD1A,
0GBAI LI0L0IG=0CK J=JC’G OB4CDA 0WP=0>K15 S=GB =CO1=CAJ 4CD1A,,BA -+U/- IAK>1GK IAPA41AJ GB4G GBAIA SAIAC’G K=DC=M=O4CG
AMMAOGK 0M =CO1=CAJ 4CD1A 0C G=KK>A LI0L0IG=0CK;GBAIA SAIA K=DC=M=O4CG AMMAOGK 0M GIAA 4CJ 4IA4 0C G=KK>A LI0L0IG=0CKQ
F/E G"#)0:7 L0L14I O10CA )H&%6;KAAJ1=CD;4IG=M=O=41 =CO1=C4G=0C;GACK=0C S00J;4C4G0@=O41 OB4I4OGAI=KG=OK
林 业 科 学 !" 卷 #
# # 随着世界森林资源结构由天然林向人工林转
变,探讨人工林主要树种木材性质和缺陷、提高产品
质量和木材利用率是世界各国共同关注的研究课
题。在这些主要人工林树种木材缺陷中,应力木
( $%&’()*+ ,**-),包 括 针 叶 树 材 上 的 应 压 木
( ’*./$%00)*+ ,**-)和阔叶树材上的应拉木( (%+0)*+
,**-),和幼龄材( 123%+)4% ,**-)一样,一直被国际
木材学界公认为是影响木材品质和加工利用的主要
问题之一(5&+06)+ !" #$7,89:;;<*=%4,89:9;尹思慈,
8998;李坚,899>;?6)=2&( !" #$%,@;;8;A*2$%B !" #$7,
@;;8)。
应力木是树木中的非正常木材组织,通常是指
在外力作用下而形成的弯曲树干或树枝试图恢复到
它原来位置,从而形成了解剖和物理力学性质明显
不同的木材( CDED F*..)((%%,89:9)。应力木不仅
出现在倾斜、弯曲和偏冠的树木中,而且大量出现在
人工林速生树种的垂直树干中,特别是在速生杨树
上(柴修武,899@;鲍甫成等,899G,F6&H%I !" #$7,
@;;@;J2%44% !" #$7,@;;";@;;G),严重制约优质人工
林的培育和木材的合理加工利用,造成了大量的经
济损失(K2L%0,89">;尹思慈,8998;M&$+%(( !" #$7,
@;;N),尽管国内外对此有不同程度认识和研究,但
由于受重视程度不够和研究材料、方法、手段的限
制,至今对应力木形成过程仍不清楚,对应力木形成
过程中生长应力和细观构造演化规律缺乏了解,特
别是采用人工倾斜树干来研究应力木形成过程在我
国还没有开展。
本文以欧美杨 8;G 杨( &’()$)* O !)+#,!+-.#/#
’37“G! P G"”)为研究对象,在相同环境和立地条件
下,先在春季通过营养盆培育杨树苗木,再在生长旺
盛时期人工控制树干的倾斜角度,利用切片和细观
构造图像处理技术,跟踪测定不同倾斜角度下杨树
应拉木的细观构造,分析不同倾斜角度对应拉木特
征和解剖特性的影响程度,以期揭示杨树人工倾斜
树干应拉木的形成规律。由于人工林杨树极易形成
应拉木,本文以 ; Q ";R每 8>R递增的 > 组不同倾斜
角度来模拟人工林培育中可能遇到的应拉木的不同
情况,从而在人工林营林培育和木材加工利用中有
效地人工控制应力木,减少应力木缺陷造成的损失,
具有重要的理论意义和现实意义。
8# 材料与方法
!" !# 试验材料
@;;G 年 ! 月初,于安徽农业大学林学与园林学
院内的实验苗圃地内种植了 "; 株 8 年生的欧美杨
8;G 杨幼苗,所选幼苗平均高度 8!> ’.,平均地径
8S 8 ’.。幼苗栽植在营养盆内,分 > 组栽植,每组
8@ 株。在栽种初期每天浇水,等幼苗成活后每 @ Q N
天浇一次水,整个试验阶段没有施加任何肥料。至
@;;G 年 > 月,将 > 组幼苗倾斜,与垂直方向成不同
的角度:;R,8>R,N;R,!>R和 ";R(图 8)。为了避免外
界对树木生长的干扰,每株幼苗自地面高度往上用
一根 @ . 长的竹竿固定住,使用 8 ’. 宽的塑料扎带
捆扎住树干和竹竿。随着树木的长高和长粗,使用
新的扎带替换旧的扎带,其宽度也由 8 ’. 增加至
@ ’.,扎带的使用一定程度上避免树干受到伤害并
且能固定树干倾斜角度。
图 8# 幼苗人工倾斜示意
T)L7 8# U’6%.&()’ -)&L$&. V*$ &$()V)’)&4 )+’4)+&()*+ *V 0&/4)+L0
!" $# 试验方法
8S @S 8# 试样的选取 # 不同倾斜角度 8 年生幼苗经
过 ! 个月生长后,自 @;;G 年 9 月开始每隔 N 个月测
定树干的生长应力,每组测定完生长应力后,从每组
中砍伐 8 株用于观察记载树干横截面解剖特征和相
关性质。用于观测解剖特征的试样依次从树干 8 P N
高处截取轴向 @ ’. 长的幼径 @ 节(不同倾斜角度
8;G 杨树生长量如表 8 所示),其中一节用于年轮偏
心程度和制作木材切片,另一节用于纤维长度的测
定。所选部位为树干最外围年轮的次生木质部。
8S @S @# 测量方法 # 在测定前,先将选取的试样根据
偏心的情况区分成应拉木区( (%+0)*+ ,**- &$%&,
?E)和对应木区( *//*0)(% ,**- &$%&,WE),应拉木
区在倾斜树干的上部,年轮较宽,对应木区位于倾斜
!N8
! 第 " 期 刘亚梅等:欧美杨 #$% 杨苗人工倾斜树干应拉木形成特征及其解剖特性
! ! ! 表 !" 试样生长量
#$%& !" ’() %*+,-( $./$01-+* +2 31456)
倾斜角度
&’()*’+,
-’.)+ /( 0)
树高
1+*.23 / (4
地径 5-6-)
,*-4+3+7 / (4
幼苗直径
8*-4+3+7 9:
6-4;)+ / (4
$ <=> #? %" #? %@
#" <"> =$ <%" B" A$ <"< < 树干的下部,年轮较窄(图 <)。年轮偏宽比例的测
定方法为先将偏宽处的半径值减去偏窄处的半径
值,再将所得值除以偏宽处的半径值求得;起毛区
域比例的测定方法为使用图像处理软件标识白色起
毛区域,再计算起毛区域占整个横截面的比率;纤
维长度的测定方法是将试样劈成火柴棒大小的小木
条放置在试管中使用 #$C的铬酸和 #$C的硝酸混
合溶液(# D #配比)离析成单根纤维,再在显微投影
仪上测得;切片制作方法为:先用冷热水交替法进
行软化,然后在回转式切片机上切成 #$ !4 厚的横
切片,切片使用番红和固绿双重染色,再经过脱水、
脱色、透明等程序后用加拿大树脂胶进行永久封片。
纤维双壁厚和宽度使用横切片在显微图像处理系统
下测定。组织比量是将横切片放在显微投影仪中通
过点计数法测定。
#? HGHH 软件对数据进行分析处理。
7& !" 不同倾斜角度欧美杨 !89 杨应拉木宏观特征
的变化
图 < 为不同倾斜角度的 #$% 杨横截面宏观特征
的变化。从图 < 可以看出,倾斜角度为 $0的试样横
截面微有偏心生长,偏宽比例为 #>? "C,白色起毛
区域比例为 #%? >C,其轮廓近似圆形;倾斜角度为
#"0的试样横截面也微有偏心生长,偏宽比例为
#>? %C,白色起毛区域比例为 <得不圆;倾斜角度为 =$0的试样横截面有明显的偏
心生长,偏宽比例为 ==B? #C,其横截面呈椭圆形;倾斜角度为 B"0的试样
横截面有明显的偏心生长,偏宽比例为 ==? =C,白
色起毛区域比例为 =@? =C,其横截面呈椭圆形;倾
斜角度为 A$0的试样横截面有明显的偏心生长,偏
宽比例为 ==? #C,白色起毛区域比例为 B横截面呈椭圆形。
I*.J NO 为倾斜树干上部应拉木,PO 为倾斜树干下部对应木;从左至右倾斜角度为 $0,#"0,=$0,B"0和 A$0。
NO:3+’6*9’ M99,,PO:9;;96*3+ M99,;32+ *’()*’+, -’.)+6 :794 )+:3 39 7*.23 M+7+ $0,#"0,=$0,B"0 -’, A$0 J
! ! 不同倾斜角度的年轮偏宽及起毛区域比例如图
= 所示,从图 = 可以看出随着倾斜角度的增加,年轮
偏宽比例及起毛区域比例呈增加趋势。方差分析
(表 <)表明:不同倾斜角度对年轮偏宽及起毛区域
比例影响在 "C水平达显著。
由于倾斜树干上部和下部形成层原始细胞分裂
程度的不同,造成应拉区 比 对 应 区 偏 宽 生 长
(8-,6M+)) !" #$%,#@B@),Q)4R7-6 等(<$$")观察分析
了帮助树木恢复其原来生长方向的 = 个影响因子,
得出年轮偏宽具有非常重要的作用。 H;+(S 等
(#@@$)阐述了树木在受到持续载荷的情况下必须
通过偏心来维持其直立生长。本研究将树木倾斜成
不同的角度,为了恢复其原来的直立生长,也出现了
不同程度的年轮偏宽生长,这个偏宽生长随着倾斜
角度 的 增 加 而 增 大,这 与 前 人 的 研 究 结 果
相一致。 ! !
7& 7" 不同倾斜角度欧美杨 !89 杨应拉木显微特征
的变化
图 B 为不同倾斜角度欧美杨 #$% 杨应拉木横切
面显微图片,表 = 为不同倾斜角度欧美杨 #$% 应拉
"=#
林 业 科 学 !" 卷 #
图 $# 倾斜角度对欧美杨 %&’ 杨苗偏宽及
起毛比例的影响
()*+ $# ,--./0 1- )2/3)2.4 52*3. 12 .//.206)/ 524 711338
56.5 9.6/.20 1- 919356 :;%&’ <..43)2*<
木显微特征的记载。从图 ! 和表 $ 可知,&=时:导管
数目多,直径小,胶质层区域少,厚度薄,细胞腔表面
平整,形状规则;%>=时:导管数目多,直径小,胶质
层区域较少,厚度薄,细胞腔表面平整,形状较规则;
$&=时:导管数目较多,直径较小,胶质层区域较多,
厚度较厚,细胞腔表面平整,形状较规则;!>=时:导
管数目较少,直径大,胶质层区域多,厚度较厚,细胞
腔表面袖套状起伏,形状不规则;"&=时:导管数目
较少,直径大,胶质层区域多,厚度较厚,细胞腔表面
袖套状起伏,形状不规则。总体来看,经过番红与固
绿双染色后胶质层都染成绿色,随着倾斜角度的增
加,导管数目减少,直径变大;胶质层区域随着倾斜
角度的增加而增多,厚度增厚;细胞腔随着角度的
增加其表面由平整变为袖套状起伏,形状也由规则
变成不规则。主要原因是胶质层与 ?@ 层结合不紧
密,常成袖套状脱出(A52倾斜角度的增加,胶质层越厚,在制作切片时越易脱
出,使得细胞腔形状变得不规则。此结果与 E35)6 等
(@&&>)研究应拉木胶质层结构结论相一致。
表 !" 不同倾斜角度年轮偏宽及起毛区域比例的方差分析!
#$%& !" ’()*’ +, -..-/012. $/3 4++556 $1-$ 7-1.-/0 $..+132/8 0+ 32,,-1-/0 2/.52/-3 $/85-9
平方和 ?FG 1-
自由度 4-
均方 I.52
& 显著性 ?)*+
组间 J.07..2 K61F9< %L @$" ! &L $&C @L C@! &L &$’!
偏宽比例 ,//.206)/ 9.6/.20 组内 M)0B)2 K61F9< $L %’& $& &L %&"
总和 N1053 !L !&" $!
组间 J.07..2 K61F9< &L D@! ! &L @&" %L C> &L &@>!
起毛区域比例 M1138 56.5 9.6/.20 组内 M)0B)2 K61F9< @L %%& $& &L &!
总和 N1053 @L C$! $!
# # !! # O &L &>+
表 :" 不同倾斜角度欧美杨 ;<= 杨苗应拉木显微特征的变化
#$%& :" >?$1$.0-12902.9 +, 0-/92+/ 4++3 2/ 7+75$1 @A;<= 9--352/89 420? 32,,-1-/0 2/.52/-3 $/85-9
&= %>= $&= !>= "&=
导管数目 PFGQ.6 1- R.<<.3 多 IF/B 多 IF/B 较多 IF/B 较少 S 3)003. 较少 S 3)003.
导管直径 T)5G.0.6 1- R.<<.3 小 ?G533 小 ?G533 较小 ?G533 大 J)* 大 J)*
胶质层区域 PFGQ.6 1- *.350)21F< 358.6 少 S 3)003. 较少 S 3)003. 多 IF/B 多 IF/B 多 IF/B
胶质层厚度 NB)/U2.<< 1- *.350)21F< 358.6 薄 NB)2 薄 NB)2 较厚 NB)/U 厚 NB)/U 厚 NB)/U
细胞腔形状 ?B59. 1- 3FG.2
平,规则
?G110B,6.*F356
平,较规则
?G110B,3.<< 6.*F356
平,较规则
?G110B,3.<< 6.*F356
波状,不规则
M5R8,)66.*F356
波状,不规则
M5R8,)66.*F356
!B :" 不同倾斜角度欧美杨 ;<= 杨应拉区与对应区
纤维形态特征的比较分析
表 ! 为不同倾斜角度 %&’ 杨应拉区与对应区纤
维形态特征。从表 ! 可以看出,&=时:纤维长度与双
壁厚的值应拉区大于对应区,纤维宽度值应拉区小于
对应区;%>=时:纤维长度与纤维宽度的值应拉区小
于对应区,双壁厚值应拉区大于对应区;$&=时:纤维
长度与纤维宽度的值应拉区小于对应区,双壁厚值应
拉区大于对应区;!>=时:纤维长度的值应拉区小于
对应区,纤维宽度与双壁厚的值应拉区大于对应区;
"&=时:纤维长度、纤维宽度与双壁厚的值应拉区大
于对应区。变异系数除了 &=时双壁厚及 "&=时纤维
长度外总体上对应区大于应拉区,纤维长度及纤维宽
度变化范围在 %"V W @"V,而双壁厚变化范围在
$%V W >$V,其变化范围较大可能是由胶质层的存在
及厚度的变化引起的。总体平均值纤维长度随倾斜
角度增加呈减小趋势,"&=除外。而纤维宽度与双壁
厚随倾斜角度增加呈波动变化趋势。
"$%
! 第 " 期 刘亚梅等:欧美杨 #$% 杨苗人工倾斜树干应拉木形成特征及其解剖特性
图 &! 不同倾斜角度欧美杨 #$% 杨苗应拉木横切面显微特征的变化(#$$ ’)
()*+ &! ,-.)-/)01 02 34-.-3/5.)6/)36 02 3.066 653/)01 7)58 02 /516)01 8009 )1 :0:;-. <=#$% 6559;)1*6 8)/4 9)225.51/ -1*;56(#$$ ’)
-+ $>;?+ #">;3+ @$>;9+ &">;5+ A$> +
表 !" 不同倾斜角度 #$% 杨苗应拉区与对应区纤维形态特征
&’() !" *+,-.+/+012’/ 2.’,’234,153125 +6 61(4, 17 -+-/’, 89#$% 544:/1705 (43;447 &< ’7:
=< ;13. :1664,473 172/174: ’70/45
$> #"> @$> &"> A$>
BC DC BC DC BC DC BC DC BC DC
纤维长度
()?5. ;51*/4
纤维宽度
()?5. 8)9/4
双壁厚
E0F?;5 8-;;
/4)3G1566
平均值 H5-1 7-;F5 I !J K@L KL" M$# K#& M"L M"K %"K %%@ MLM %M#
变异系数 N, I O #K L# LL L& #% #K L@ LM #M #A
总体平均值 B0/-; J5-1 7-;F5 I !J KLK M"% M"" %AA M$&
平均值 H5-1 7-;F5 I !J #K+ @% L$+ K% #M+ @L L$+ $% #%+ #@ #%+ L$ #M+ L" #%+ #M #M+ L@ #M+ #%
变异系数 N, I O #K L@ L# LA L& LA LL L& L$ LL
总体平均值 B0/-; J5-1 7-;F5 I !J L$+ #% #K+ #" #%+ #A #M+ $@ #M+ L$
平均值 H5-1 7-;F5 I !J L+ A" #+ M% L+ @M L+ LL L+ A$ L+ "" L+ @# L+ L$ L+ &A L+ @A
变异系数 N, I O @A @# @A &# &% "@ @& &L @" @M
总体平均值 B0/-; J5-1 7-;F5 I !J L+ LA L+ @$ L+ "M L+ L" L+ &#
! ! 图 " 为倾斜角度对纤维长度、宽度及双壁厚度
的影响。从图 " 可以看出,随着倾斜角度的增加,对
应区的纤维长度呈减小趋势,应拉区呈波动变化的
趋势;但应拉区的纤维长度明显短于对应区,倾斜
%@#
林 业 科 学 !" 卷 #
角度为 "$%的除外。对于应拉区和对应区纤维长度
的大小一直存在不同的结论,有些研究报道应拉区
比对应区长(&’’()*++,,-.-;/0’12,,-3!;405627 !"
#$8,9$$,),有些认为长度无差别( :+;<==2,,-",;
/262*,,-"!)或 认 为 短( >(**26*+)),,-"! )。
?+6@60A(,-.")认为如果偏心生长是由于生长时间
不同引起的,应拉木的纤维长度比正常木相等或长,
如果偏心生长是由生长速度的增加引起的,应拉木
的纤维长度比正常木短。本文所得出的结论与前者
相同。纤维宽度随倾斜角度的变化 $%到 B$%减小,
B$%到 "$%增大(图 .),且 $%到 B$%对应区纤维宽度
大于应拉区,B$%到 "$%应拉区纤维宽度大于对应
区。由于纤维宽度包括胶质层,B$%到 "$%时胶质层
加厚,故纤维宽度增大。双壁厚随倾斜角度增加应
拉区和对应区呈波动变化,应拉区由于胶质层的存
在导致其双壁厚明显大于对应区。
图 .# 倾斜角度对纤维长度,宽度及双壁厚的影响
C(18 .# D<2 2EE2;F 0E ();’()2@ +)1’2 0) E(G26 ’2)1F<,H(@F< +)@ @05G’2 H+’’ F<(;I)2==
# # 表 . 为不同倾斜角度、单株和区域纤维形态特
征的方差分析:倾斜角度对纤维长度、宽度和双壁
厚的影响均不显著;单株对纤维长度、宽度和双壁
厚的影响在均在 $J ,K水平达极显著;区域对纤维
长度影响不显著,对宽度和双壁厚的影响在 $J ,K
水平达极显著;单株与区域的交互作用对纤维长
度,宽 度 和 双 壁 厚 的 影 响 均 在 $J ,K 水 平 达
极显著。 # #
表 !" 不同倾斜角度、单株和区域的纤维形态的方差分析!
#$%& !" ’()*’ +, ,-%./ 0+/12+3+45 $66+/7-84 9+ 7-,,./.89 -863-8.7 $843.:,9/.. $87 $/.$
方差来源 :056;2 0E L+6(+);2 自由度 @E
性质 /60A26FM
长度 N2)1F< 宽度 ?(@F< 双壁厚 O05G’2 H+’’ F<(;I)2==
倾斜角度 P);’()2@ +)1’2 , Q: Q: Q:
单株 D622 99 !!! !!! !!!
区域 R62+ , Q: !!! !!!
单株 D622 S区域 R62+ 99 !!! !!! !!!
%9(修正 R@T5=F2@ %9) $J B9$($J B$9) $J B,$($J 9-B) $J !$9($J B3U)
# # !!!!表示在 $J ,K水平显著;Q: 表示不显著。!!!*2+)= =(1)(E(;+)F +F $J ,K ’2L2’,Q: *2+)= ()=(1)(E(;+)F8
;< =" 不同倾斜角度欧美杨 >?@ 杨应拉木区和对应
木区组织比量的变化
图 " 为应拉区和对应区组织比量随倾斜角度变
化情况。从图 " 可知:应拉区随着倾斜角度的增
加,射线比量略有增大,导管比量无明显变化,应拉
区胶质纤维比量随角度增加呈明显增大趋势,正常
纤维比量减小;对应区随着倾斜角度的增加,射线
比量和导管比量无明显变化,胶质纤维比量呈减少
趋势,正常纤维比量增加。大量的研究都证实了应
拉木区胶质纤维比量大(VWFX !" #$8,,-".;Q06G261 !"
#$8,,-""),本文应拉木区胶质纤维比量大与前人的
研究相一致。
图 "# 倾斜角度对应拉区(左)和对应区(右)组织比量影响
C(18 "# D<2 2EE2;F 0E ();’()2@ +)1’2 0) F(==52 A60A06F(0) 0E F2)=(0) H00@( ’2EF)+)@ 0AA0=(F2 H00@( 6(13B,
! 第 " 期 刘亚梅等:欧美杨 #$% 杨苗人工倾斜树干应拉木形成特征及其解剖特性
! ! 表 & 为不同倾斜角度、单株和区域组织比量的
方差分析。从表 & 可以看出:倾斜角度对各组织比
量的影响均不显著;单株、单株与区域的交互影响
对各组织比量的影响均在 $’ #(水平达极显著;区
域对纤维比量和胶质纤维比量影响在 $’ #(水平达
极显著,对射线比量在 #(水平达显著,对导管比量
在 "(水平达显著。
表 !" 不同倾斜角度、单株和区域组织比量的方差分析!
#$%& !" ’()*’ +, -.//01 23+2+3-.+4 $55+36.47 -+ 6.,,1314- .458.416 $4781/,-311 $46 $31$
方差来源
)*+,-. */ 01,213-.
自由度
4/
性质 5,*6.,78
射线比量
5,*6*,72*3
*/ ,18 9 (
导管比量
5,*6*,72*3
*/ 0.::.; 9 (
纤维比量
5,*6*,72*3 */
/2<., 9 (
胶质纤维比量
5,*6*,72*3 */
=>/2<., 9 (
倾斜角度 ?3-;23.4 13@;. #" A) A) A) A)
单株 B,.. CD !!! !!! !!! !!!
区域 E,.1 # !! ! !!! !!!
单株 B,.. F区域 E,.1 C$ !!! !!! !!! !!!
!C(修正 E4G+:7.4 !C) — $’ #D#($’ #$C) $’ HCH($’ H$") $’ HC$($’ H$#) $’ H#"($’ DI")
! ! !!表示在 "(水平显著;!!表示在 #( 水平显著;!!!表示在 $’ #( 水平显著;A) 表示不显著。!J.13: :2@32/2-137 17 "( ;.0.;,
!!J.13: :2@32/2-137 17 #( ;.0.;,!!!J.13: :2@32/2-137 17 $’ #( ;.0.;,A) J.13: 23:2@32/2-137K
D ! 结论与讨论
本文以 &$ 株 # 年生的欧美杨 #$% 杨幼苗为研
究对象,在生长季节开展人工倾斜树干试验,将幼苗
分成 " 组(每组 #C 株)后倾斜成不同的角度($L,
#"L,D$L,H"L和 &$L),苗木生长 H 个月后在次生木质
部取样,观测横切面宏观和微观特征,分应拉区和对
应区对其解剖特性进行测定分析,得出以下结论:
#)随着倾斜角度的增加,横截面年轮偏宽趋于明
显,横截面轮廓由圆形向椭圆形转变,年轮偏宽比例
与起毛区域比例也随着角度增加而增大,方差分析
表明不同倾斜角度对年轮偏宽及起毛区域比例影响
显著;C)应拉木区横切面双染色后其特征为:随倾
斜角度的增加导管数目减少,直径增加,胶质层厚度
和区域增大,细胞腔表面由平整变为袖套状起伏,形
状由规则变为不规则;D)纤维长度、宽度和双壁厚
随倾斜角度增加呈波动变化,应拉区比对应区纤维
长度短,双壁厚厚,纤维宽度无明显变化模式,方差
分析表明倾斜角度对纤维长度、宽度和双壁厚影响
不显著,不同单株和区域影响显著;H)组织比量随
倾斜角度的增加,应拉区胶质纤维比量增加明显,其
他变化不明显,方差分析表明倾斜角度对组织比量
影响不显著,不同单株和区域影响显著。
综上所述,欧美杨 #$% 杨经过人工倾斜后,杨树
生长状况良好。不同倾斜角度对横截面特征、应拉
区的显微构造特征及胶质纤维比量影响显著,对纤
维形态特征值及射线、导管比量影响不显著;而不
同单株及区域对纤维形态特征值及各组织比量影响
显著。说明倾斜角度是影响应拉木形成及解剖特性
的主要因素。随着倾斜角度的增加,应拉木胶质纤
维含量逐渐增大,胶质纤维含量增大导致了应拉区
增多,对应区减少,这样又造成了应拉区与对应区纤
维形态特征和组织比量差异显著;但另一方面,参
照组(倾斜角度为 $L)其横截面特征及显微构造同
样具有应拉木的特征,证实了速生杨树在直立的树
干中也会形成应拉木(柴修武,#IIC;M*<.;,#INI)。
说明倾斜角度也不是影响应力木形成的唯一条件,
可能还与速生树种生长速度有关。有关生长速度对
杨树应拉木形成的影响还需要进一步开展探讨。另
外,本文以欧美杨 #$% 杨为材料,进行了人工倾斜试
验,得出不同倾斜角度对其应拉木形成特征及解剖
特性的影响,对其他速生树种的试验也需要进一步
开展,以便得到不同树种人工倾斜树干应拉木形成
的一般规律。
参 考 文 献
鲍甫成,江泽慧 K #II%’ 中国主要树种人工林木材性质 K 北京:中国
林业出版社 K
柴修武 K #IIC’ 集约栽培 #D 种白杨无性系幼龄材研究 K 林业科学研
究,"(#):H$ O H"K
李 ! 坚 K #II"’ 木材科学 K 哈尔滨:东北林业大学出版社 K
尹思慈 K #II#’ 木材品质和缺陷 K 北京:中国林业出版社 K
E;JP,1: B, BQ2<1+7 E, =,2; RK C$$"’ S//.-7 */ -2,-+J/.,.3721;
Q.7.,*@.3.278 */ T**4 J17+,172*3 :7,123,J*4+;+: */ .;1:72-278 134
,1421; @,*T7Q *3 7Q. ,.@+;172*3 */ :7.J *,2.37172*3 23 7,..:K B,..:,
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U1,3.77 R V, R.,*32J242: =K C$$D’ W**4 X+1;278 134 27: <2*;*@2-1;
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ID#
林 业 科 学 !" 卷 #
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(责任编辑 # 石红青)
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