全 文 ：广 西 植 物 Guihaia 31(1)：75— 80 2011年 1月
DOI：10．3969／j．issn．i000—3142．2011．01．016
不同林龄巨尾桉的灰分含量和热值
周群英1，陈少雄1，韩斐扬 ，陈文平2
(I．国家林业局 桉树研究开发中心，广东 湛江 524022；2．中国国营
林场开发总公司 国营雷州林业局，广东 遂溪 524348)
摘 要：采用热量仪和马福炉对 1～4年生 4个不同林龄阶段 巨尾桉的叶、枝 、根、干、皮 5个部位进行灰分含
量和热值测定 ，结果表明 ：不同林龄巨尾桉其 5个部位的平均灰分含量在 (O．42士0．14) ～(4．43士1．35)
之间，以皮的最高、干的最低 ，各部位灰分含量的大小排列顺序无一相同且无明显的规律可循 ，除根外，叶、枝、
干、皮在林分 4个林龄阶段的灰分含量差异均显著(P0．31)～(2O．58±0．34)kJ·g一1与(18．04土0．22)～(21．44土0．37)kJ·g。之间 ；在 巨尾桉不同林龄阶段，各部
位干重热值和去灰分热值 的分布规律不明显 ，但均以叶的值最高、皮的最低，叶、枝、根的干重热值及叶、根、皮
的去灰分热值无显著差异(P>O．05)，而干、皮的干重热值及枝 、干的去灰分热值差异显著(P株个体而言，4年生巨尾桉灰分含量最高 ，为 2．79 ，干重热值与去灰分热值均 以 2年生最高，分别为 19．O6
kJ·g 1和 19．53 kJ·g l，但不同林龄植株的灰分含量和热值均无显著差异(P>O．05)。
关键词 ：林龄；巨尾桉；灰分含量；热值
中图分类号 ：$792．39 文献标识码 ：A 文章编号 ：1000—3142(2011)01—0075—06
Ash contents and caloric values ol ^一 · · 1 - - J■
Eucalyptus urophyla in different
×
ZHOU Qun-Ying ，CHEN Shao-Xiong1，HAN Fei-Yang ，CHEN Wen-Ping2
(1．China Eucalypt Research Centre，Zhanjiang 524022，China；2．Leizhou Forestry Bureau of Chinese
General Development Corporation of State-owned Forest Farm，Suixi 524248，China)
Abstract：Ash contents and caloric values of leaves，branches，roots，stem-wood and bark of 1-4 years old Eucalyptus
grandis X Eucalyptus urophylla were determined by using calorimeter and muffle furnace．The results showed that the
ash contents of five parts ranged from (O．42土0．14) to(4．43±l_35)Vo with the highest in bark and the lowest in
stem-wood，the decreasing orders of them at different stand ages were not in the same way and were irregular，there were
significant diferent in ash contents of leaves，branches，stern-wod and bark except roots at four stand ages(P< O．05)．
Mean gross caloric values(GCV)and ash free caloric values(AFCV)of different parts ranged from (17．24±0．31)to
(20．58+0．34)kJ·g 3 and(18．04-+-0．22)to(21．44±0．37)kJ·g respectively，the distribution law of them at different
stand ages were quite different from component to component with leaves having the highest GCV and AFCV and bark
the lowest．The differences among stand ages in CK；V of leaves，branches，rots and AFCV of leaves，roots，bark were
not significant(P>0．05)，but making obvious differences in stem-wood and bark’s GCV，branches and stern-wod’s
AFCV (P< O．05)．As to the whole tree，4-year-old Eucalyptus grandis×Eucalyptus urophylla had the highest ash
content which was 2．76％，while the 2-year-old tree had the highest C,CV and AFCV which was 19．06 10 ·g- and 19．53
kJ· 1．TO whOle tree，the differenees in ash content and eolaric value were not obvious(P>O．05)．
Key words：stand age；Eucalyptus grandis×Eucalyptus urophylla；ash content；colaric value
收稿 日期：2010—05一O,I 修回日期 ：2010—12—08
基金项目：中央级公益性科研院所基本科研业务费专项(CAFINT2008C13)[Supported by Special Funds of Basic Scientific Research Operating Expenses
of Cemral Public Welfare for Research lnstitutes(CAFINT2008C13)]
作者简介：周群英(1978一)，女 ，广东罗定人，工程师，主要从事桉树培育研究和科研管理工作，(E-mail)qyzhou999@sins．corn。
76 广 西 植 物 31卷
植物热值是植物产 品能量水平 的一种度量，是
指单位重量的干物质在完全燃 烧后所释放 出的能
量，它能反映植物对太 阳辐射能的利用状况 (祖元
刚，1990；任海等，1999；Jordan，1971)，并能直观地
反映不同组织的生理活动变化和植物生长状况的差
异(孙国夫等，1993)。Long(1934)于 20世纪 3o年
代率先对植物热值开展较系统 的研究，此后研究 生
态系统各种物质热值及其变化机制Ft趋广泛。我国
对植物热值的研究始于 20世纪 8O年代，研究对象
有水稻 (Qryza sativa)(孙 国夫 等，1993；王方桃 ，
1984)、苜蓿属(Medicago)植物(毕玉芬等 ，2002)和
森林木本植物如人工针叶林(刘世荣等，1990)、热带
及亚热带天然林和常绿阔叶林等(任海等，1999；林
承超 ，1999；林鹏等 ，1996；林益明等 ，1996)。目前我
国有关桉树(Eucalyptus spp．)热值的研究 ，主要有
杨成源等(1996)对滇 中高原及干热河谷包括 巨桉
(E．grandis)、蓝桉(E．globulus)、赤桉(E．camald-
ulensis)等 9种桉树在内的薪材树种开展热值测定
和研究，比较不同品种及其不同器官的热值差异并
确定了巨桉、直干桉 (E．maideni)和赤桉为优质薪
材树种；周群英等(2009)研究了广东樟木头巨桉等
5种桉树的热值，通过比较分析，得出巨桉选作能源
树种栽培最为理想的结论；周群英等(2010)还研究
了广东廉江石岭林场尾细桉(E urophyla×E．tereti—
cornis)等5种桉树无性系的热值，比较其林分的能量
分配，结果表明尾细桉的林分能量现存量最高。
桉树引入我 国已有 110多年 的历史，具有生长
迅速、总生物量大、轮伐期短、经济效益好等优点，已
成为我国南方重要 的工业原料林树种 。此外 ，桉树
嫩枝富含挥发性油 ，树叶富含桉叶油，可全树利用，
是一种很好的能源原材料(林小珠等，2006)，能直接
作为薪材使用、用于生物质发电及生产生物柴油等
(陈少雄等，2006)。热值 的高低是判 断桉属树种是
否具备作为优良能源原材料利用的基本依据之一，
研究桉树热值在开发桉树生物质能源中具有重要作
用。由于植物热值的差异不仅与自身营养物质组成
密切相关，还受光照、日照长短、土壤理化性质、植物
年龄及采样时间等外界因素影响(祖元刚，199o；任
海等，1999)，因此植物热值的高低虽有一定规律但
不是恒定的。目前热值的相关研究主要集中在植物
种类 、植物器官、植物群落等，而研究植物年龄对热
值的影响则较少。本文以我国华南地区广泛栽植的
巨尾桉(E．grandis×E．urophylla)无性系为对象，
测定在巨尾桉不同林龄阶段其叶、枝、根、干、皮 5个
部位的灰分含量和热值 ，以探讨林龄与桉树热值的
关系，为适时采收桉树能源林提供理论依据。
试验地和林分概况
试验地位于广东省遂溪县 国营雷州林业局北坡
林场 ，地理位置为 109。59 E，21。15 N，属南亚热带海
洋性季风气候。年均气温 23．5℃，极端最低气温 1．4
～ 3．6℃，极端最高气温 38．1℃。年降雨量 1 600
l 900 mnl，5～9月降雨量占全年的85．5％，年相对湿
度 8O．4 。林地地势平坦，土层深厚在 80 cm以上，
为浅海沉积沙质砖红壤，肥力低，0～4O cm土壤的有
机质含量 10．7 g·kg- ，全氮含量 0．3 g·kg- ，速效磷
2．0 mg·kg ，速效钾 27．0 mg·kg- 。土壤呈酸性，
pH值 5．3。林下主要物种有 白背叶(Mallotus apel—
ta)、三叉苦 (Evodia lepta)、桃金娘 (Rhodomyrtus to—
mentosa)、铁 芒萁 (Dicranopteris linearis)、野牡丹
(Melastoma candidum)、五节芒(Oplismenus composi-
tus)、酸藤子(Embelia laeta)等。
试验林于 2o04~2007年采用 巨尾桉无性系营
造，采用沟犁方式进行整地 ，种植穴的规格为 50 cm
×50 cmX40 cm，造林前每穴用复合肥 0．5 kg作基
肥，定植后3个月追施复合肥每株0．5 kg，其林分生
长概况见表 1。
表 1 1～4年生巨尾桉林分生长概况
Table 1 Growth survey of 1-4 years old E
grandis×E．urophylla plantations
2 材料和方法
2．1样品采集
于 2008年 11月对 1～4年生巨尾桉其树体上
的叶、枝、根、干、皮 5个部位进行采样，每林龄各伐
样木 3株，每植株取 5个部位样品各 1份，即每个样
品共有 3次重复，其中树枝和叶片(健康的成熟叶)
按冠幅不同层次和方位采集，树干(不含皮)和树皮
取自胸径 1．3 in处，采集树根时沿侧根方向将不同
1期 周群英等：不同林龄巨尾桉的灰分含量和热值 77
径级的根系按同等比例混合。
2．2测定 方法
参考周群英等(2009)的方法。
2．3数据分析
用 SPSS 13．0软件对数据进行统计分析，其中
单因素方差分析用 one—way ANoVA，多重 比较采
用邓肯检验法 ，对研究指标进行 Pearson相关分析。
3 结果与分析
3．1不同林龄 巨尾桉各部位的灰分含量
如表 2，叶的平均灰分为 4．06％ ，在巨尾桉 2年
生时，其叶的灰分含量最高并与另 3个林龄的灰分
含量差异显著(PdO．05)，而在林分 1、3、4年生时，
叶之间的灰分含量相差不大且无显著差异，以林分
林龄为序其大小按 2年生>1年生>3年生>4年
生排列 。枝的平均灰分含量为 I．92 ，以 1年生高
于平均值 1．32％为最高 ，顺序为 1年生>3年生>4
年生>2年生 。根 的平均灰分含量为 1．98 ，在林
分 2年生时最高，在林分不同林龄间虽有差距但差
异不显著 ，排列顺序为 2年生>4年生>3年生>1
年生。干的灰分含量在所有部位中是最低的，平均
值仅为 0．42 ，按顺序 1年生>2年生>4年生>3
年生依次排列。皮的平均灰分含量在 5个部位中是
表 2 不同林龄部位的灰分含量与热值
Table 2 Average ash contents and calorie values of five parts at different stand ages
注：不同小写字母表示林龄间差异达 0．05显著水平。下同。
Note：Different small letters meant significant difference within the stand ages at 0
． 05 leve1．The same below
最高的，达 4．43 ，分 别 是 叶、枝 、根、干 的 1．O9、
2．3l、2．24和 1O．55倍，其变化规律为 4年生>1年
生>2年生>3年生 。除根外 ，叶、枝、干、皮在林分
不同林龄阶段的灰分含量均差异显著(P<0。05)。
从分析可见，部位的灰分含量按林龄大小排序均无
一 相同，无明显的分布规律，未出现随林龄增长灰分
含量随之上升或下降的趋势。
3．2不同林龄巨尾桉各部位的热值
3。2．1不 同林龄 巨尾桉各部位 的干重热值 比较 从
表 2可知 ，无论在巨尾桉哪个林龄阶段，叶均具有最
高的干重热值且明显高于枝等 4个部位，平均值达
2O．58 kJ· ，以林分林龄为序，其大小排列为 4年
生>2年生>1年生>3年生，林龄间叶的干重热值
无显著差异，最高值 4年生仅比 1、2、3年生的分别
78 广 西 植 物 31卷
多了 0．31 kJ·g～、0．02 kJ· 和 0．47 kJ· 。枝
的平均干重热值仅次于叶，不同林龄的干重热值差
异不显著，顺序为 2年生> 1年生>4年生>3年
生。不同林龄根的干重热值差异亦不显著，顺序为
2年生>3年生>4年生>1年生 。干的平均干重热
值略高于 19．00 kJ· ，顺序为 3年生>4年生>1
年生>2年生。皮 的干重热值 是所 有部位中最低
的，介于 16．79 kJ·g 与 17．57 kJ· 之间，其顺
序为 3年生>2年生>1年生>4年生 。与灰分含
量相似，4个林龄 阶段巨尾桉各部位的干重热值大
小排列顺序均无一相 同，规律性不明显。不同林龄
巨尾桉其叶、枝、根的干重热值虽有差距但差异不显
著(P>0．05)，但干、皮的干重热值差异显著 (P<
0．05)。同一林龄不同部位干重热值的排序见表3。
表 3 1～4年生巨尾桉不同部位的热值排序
Table 3 Sequences of caloric value among different parts of 1-4 years old E．grandis× E．urophylla
表 4 不同林龄 巨尾桉灰分含量和热值方差分析
Table 4 Variance analysis on ash contents and caloric values of E．grandis×E．urophylla at different stand ages
俪日I 亦 计舀、， ⋯ ⋯⋯ 平士王丌 自由度 均方 F pt项目 em 变异源 Variation s0urc。 sum f s
4
p
H
uares Degre 麓edom Mea uare F P
灰分含量 AC
干重热值 GCV
去灰分热值 AFCV
组问 Between groups 6．693 5 1．339 0．434 0．729
组内within groups 351．415 114 3．083
总计 Total 358．108 l19
组间 Between groups 0．408 5 0．082 0．064 0．979
组内 Within groups 145．916 114 1．280
总计 Total 146．324 l19
组间 Between groups 0．058 5 0．O12 0．009 0．999
组 内Within groups 157．204 u4 1．379
总计 Total 157．262 ¨9
3．2．2不同林龄 巨尾桉各部位的去灰分热值差异
不同林龄巨尾桉各部位的去灰分热值仍以叶最高
(表 2)，不同林龄其值均高于 21．OO kJ· ，去除灰
分后其排列顺序发生了变化 ，为 2年生>4年生>1
年生>3年生。枝的去灰分热值仍排第 2，排序格局
也与干重热值有所不同，为 1年生>2年生>4年生
>3年生。根的去灰分热值达 19．O0 kJ·g 以上，
大小顺序与干重热值一致 。干的去灰分热值略高于
干重热值，仅多出 0．08 kJ·g～，但排序格局发生改
变，为 3年生>1年生>4年生>2年生。皮的去灰
分热值除 4年生外 ，l～3年生的已达 l8．O0 kJ·g 或
以上，但仍是各部位中最低，其大小顺序亦与干重热
值的一致。同一林龄不同部位的去灰分热值排序除
1年生外，其余一致为叶>枝>根>干>皮(表 3)。
3．3不同林龄巨尾桉的灰分和热值
由表 4的方差分析可见，不同林龄巨尾桉单株
的灰分含量、干重热值和去灰分热值差异均不显著
(P>0．05)。由图 1可知，1～4年生巨尾桉单株的
平均灰分含量在 2．27 ～2．79 之间，平均值为
2．56 ，高低顺序为为 4年生> l，年生>2年生>3
年生 ，最高值 4年生的灰分含量比 1年生、2年生、3
年生分别高出0．03 0 0、0．38 和 0．52 。平均干重
热值和去灰分热值分别介于 18．94～19．06 kJ-g
与 19．48～19．53 kJ·g 之间，平均值分别为 19．OO
kJ·g 和 l9．5O kJ·g ，排列顺序一致为 2年生>
3年生>4年生>1年生(图 2)。4个林龄巨尾桉单
株的干重热值差异很小，最高值 2年生仅比3年生、
4年生和 1年生分别高 出 0．01 kJ·g 、0．1l kJ·
g 和0．12 kJ·g～，而 2年生与 3年生、4年生与 1
年生的干重热值十分接近，各仅相差 0．01 kJ·g 。
去灰分热值与干重热值相似，林龄问的差距亦较小。
3．4林龄与灰分含量和热值的相关关系
将 1～4年生巨尾桉的灰分含量和热值进行
Pearson相关分析(表 5)，结果表明林龄与灰分含
l期 周群英等 ：不同林龄巨尾桉的灰分含量和热值 79
4年生 1年生 2年生 3年生
图 1 不同林龄巨尾桉的灰分含量
Fig．1 Ash contents of E．grandis×E．urophylIa
at different stand ages
19 8
1 8．4
2年生 3年生 4年生 1年生
图 2 不同林龄巨尾桉的热值
Fig．2 Caloric values of E．grandis× E．urophylla
at different stand ages
量、干重热值和去灰分热值的相关性不显著，灰分含
量与于重热值 、去灰分热值亦无显著相关，但干重热
值与去灰分热值呈显著的正相关关系，达极显著水
平 (P<0．01)。
表 5 林龄、灰分含量和热值的相关关系
Table 5 Correlation coefficients among stand
age，ash content and caloric value
项 目 Ite st
a
林
nd
龄
age
灰分
A
含
C
量 干
G
重
C
热
V
值 去灰
AF
分
C
热
V
值
4 结论与讨论
巨尾桉 5个部位的平均灰分含量以皮的最高、
干的最低，各部位不同林龄的灰分含量大小顺序无
一 相 同，无 明显 的规律性可循。总体来看 ，叶和皮的
灰分含量较高，而枝、根、干的灰分含量较低，这是由
于叶和树皮在生长过程中不断更新而积累较多矿质
元素的缘故，而枝、根、干是植物体的支持器官，组成
以纤维素为主，在高度木质化 的组织中 N、P、K、
Na、Mg等元素含量较低 因而灰分含量较少(林益明
等，2000)，因此灰分 含量的高低可指示植物或器官
富集元素的能力 。
不同林龄巨尾桉各部位的干重热值与去灰分热
值大小排列顺序均无一相同且无 明显 的分布规律，
两热值均遵循叶最高、皮最低的规律。植物解剖学
和植物生理学的研究表明，叶片是进行光合作用的
器官，是有机物合成的最主要场所，含有较多的高能
化合物如蛋白质、脂肪等，所以叶的热值高于其它组
分或器官(Bidwel，1982)。枝、根、干主要起贮存、
支持和运输的功能，它们所含的纤维素为低热值有
机物质，其热值相应要比叶的低。树皮亦属于生理
活性较为活跃的器官，但本研究树皮的干重热值在
各林龄阶段中均为最低，与植物生理学结论不符，这
可能与巨尾桉的生长特性有关。巨尾桉具有树皮年
年脱落的特性，进人冬季后树皮的生理活动由旺盛
期转入缓慢期直至干枯，于翌年春季脱落，由此巨尾
桉开始新一轮的生长。本研究 中巨尾桉树皮的样品
于 11月底采集，此时正是其生理活动的缓慢期。由
于生理活性较弱的器官合成高能化合物的能力相应
较差，而只有储藏高能物质的器官才会拥有较高的
热值，因此巨尾桉树皮的热值较低。
就单株而言，4年生巨尾桉灰分含量最高，干重
热值与去灰分热值均以2年生最高。不同林龄阶段
的巨尾桉其灰分含量和热值差距很小(P>0．05)，
可见林龄对巨尾桉灰分和热值影响不大，这与乔秀
娟等(2007)、曾小平等(2009)的研究结论“热值随着
植物年龄的增加而增加”不符。本研究 1～4年生巨
尾桉的平均灰分含量为 2．56 ，与旷远文等(2005)
研究广东鼎湖山 11种优势常绿阔叶林的灰分含量
相比，高于厚壳桂 (Cryptocarya chinensis)等 5种
常绿阔叶林的灰分含量 1．4 9／6～2．48％，低于木荷
(Schirna superba)等 6种常绿阔叶林的平均灰分含
量 3．02 ～7．15 。灰分含量 的高低与植物吸收
元素量有关 ，与上述常绿阔叶林相 比，巨尾桉富集元
素的能力居中。植物对土壤元素的富集多少本质上
与植物对元素的需求量和土壤中元素的含量及存在
形态等有关，而元素的存在形态因不同因素而不同，
5 O 5 0 5 0 5 0
3 3 2 2 1 1 0
一 一∞芒D 0。 《州姐
80 广 西 植 物 31卷
因此 ，对于不同林龄阶段的巨尾桉而言其灰分含量
不是固定不变的。与其它乔木的热值相比，l～4年
生巨尾桉单株的平均去灰分热值(19．50 kJ·g- )高
于浙江天童常绿阔叶林米储(Castanopsis carlesi)
的 19．41 kJ·g 和 栲 树 (Castanopsis fargesi)的
19．19 kJ·g- (陈波等，2006)，广东鼎湖 山锥栗(Cas—
tanopsis chinensis)、木荷、厚桂壳等 11种优势种的平
均值 19．28 kJ·g- (旷远文等，2005)，广东樟木头巨
桉等 5种桉树的 18．34 kJ·百 (周群英等，2009)，而
与广东鹤山人工林群落 1O种主要优势乔木如杉木
(Cunninghamia lanceolata)等的平均值 19．55 kJ·g
接近(曾小平等，2009)，表明巨尾桉属于高热能植物，
在贮存和利用太阳能方面存在优势，具有较高的能量
固定、转化和利用效率及生产力，这对在生产中合理
栽培优良能源桉树具有实际指导意义。对于其它桉
树品种，林龄与它们的灰分含量与热值是否有显著相
关，或者是否与巨尾桉的研究结论一致，有待进一步
加强研究论证 ，从而得到有力的理论支持。
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