5年生大花序桉生材性質研究

熊 濤，潘雅琪，黃 全，劉 衡，李順永，符韻林*

(1. 廣西壯族自治區國有東門林場，廣西 崇左 532108；2.廣西大學林學院，南寧 53000)

大花序桉(Eucalyptuscloeziana)，為桃金娘科桉屬昆士蘭桉亞屬的唯一樹種[1]，自然分布于澳大利亞昆士蘭州,故又稱“昆士蘭桉”。其樹木生長迅速，木材材性優良，是良好的建筑、家具用材，廣泛用于制作家具、建筑、枕木等[2-4]，極具應用前景。

目前對大花序桉的研究主要集中于其種源實驗，Turnbull等研究發現澳大利亞南部大花序桉種源的遺傳分化大于北部種源[5]；Dickinson等發現同種源在不同產地種植的生產性狀和基本密度差異顯著[6]；Mouura等研究了9個種源在巴西利亞的生長情況，發現Coominglah、Gympie以及Cardwell種源生長較好[7]；我國自20世紀70年代引種以來，已在海南、廣西、廣東等地區廣泛種植，成效明顯[8-10]，廣西國有東門林場目前仍保留有種源家系完整的大花序桉試驗地。除此之外，國內外學者還對大花序桉木材的基本密度、力學性能、干縮特性、纖維特性等進行了相應研究[11-14]，但對其幼齡材生材性質的研究較少。為此，本研究通過對5 a生大花序桉生材含水率、樹皮率、心材率等研究，掌握5 a生大花序桉生材的基本特征，挖掘大花序桉木材利用價值，為大花序桉的人工培育以及木材利用提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 試樣采集

5 a生大花序桉試材于2018年7月采集于廣西國有東門林場雷卡分場(林場位于廣西崇左市扶綏縣東門鎮，108°35′E、22°40′N)。采集方法參照GB/T 1928-2009《木材物理力學試驗方法總則》，選定樣木后，測定胸徑，標明北向，伐倒后測量樣木全樹高和枝下高，并在樹高0、1.3、3.3、5.3 m等處(每隔2 m取一次，直至樹干直徑小于6 cm)取5 cm厚圓盤，密封待用。本實驗共采集8株樣木。

1.2 測定方法

去除圓盤表面的保鮮膜，先測量各圓盤的心材率、樹皮體積率以及樹皮質量率，之后沿南北向截取試樣，用于測定圓盤不同部位的生材含水率、生材密度以及基本密度。各測定的具體操作步驟依據邱炳發等[15]方法。

2 結果與分析

2.1 樹皮率變異

如圖1、圖2所示，5 a生大花序桉樹皮體積百分率在0～17.3 m處分別為20.53%、19.03%、18.94%、21.14%、22.10%、23.20%、23.94%、23.32%、26.16%、33.96%，平均值為23.23%；質量百分率在0～17.3 m處分別為15.49%、15.00%、15.11%、16.63%、17.83%、19.11%、22.28%、22.86%、25.85%、28.74%，平均值為19.89%。5 a生大花序桉樹皮體積百分率和質量百分率的變化趨勢基本一致，均隨樹高的增加而增大，但兩者變化的速率存在一定的區別，樹皮體積百分率在樹高9.3 m到11.3 m處增幅明顯大于樹皮質量百分率的增幅，在11.3 m到13.3 m處，樹皮質量百分率有小幅降低而樹皮體積百分率略微變大，在15.3 m到17.3 m處，樹皮質量百分率提高了7.8百分點，遠大于樹皮體積百分率的2.89百分點。整體而言，5 a生大花序桉樹木隨樹干的成熟，樹皮體積、質量百分率均逐漸降低，有文獻報道35a生大花序桉樹皮體積、質量百分率分別為8.92%和12.35%[15]，遠小于本研究中的23.23%和19.89%，同樣說明隨大花序桉樹干的成熟，樹皮率逐漸降低。

圖1 樹皮體積百分率變化趨勢

圖2 樹皮質量百分率變化趨勢

2.2 心材率變異

由圖3知，5 a生大花序桉的在0～13.3 m處心材率分別為34.60%、31.61%、26.48%、25.07%、21.16%、14.03%、5.95%、0.39%，樹木基部心材率最高，隨樹高的增加心材率逐漸降低，在13.3 m處心材率已經降低到0.39%，說明在13.3 m以上心材基本尚未形成。

在降香黃檀、檀香紫檀等珍貴紅木樹種的研究中發現，樹木心材的硬度、耐久性、耐腐性等均優于邊材，且心材色澤更優美，同時還有較高的藥用價值，因此，心材率是評價紅木樹木價值最重要的指標，心材率越高的樹木價值越高。大花序桉心材色澤優美，被稱為桉木中的“紅木”，本研究發現，5 a生大花序桉在0～13.3 m平均心材率為19.91%，高于33 a生格木、觀光木等木材[16-17]，是心材率較高的木材，具有較高的有價值，但目前對其心材研究的相應報道較少，因此，今后研究中應加大對大花序桉心材的研究，進一步挖掘大花序桉木材的價值。

圖3 心材率和樹高的關系變化趨勢

2.3 密度變異

2.3.1 生材密度變異 從5 a生大花序桉生材密度徑向變化圖(圖4)可以看出，自樹皮向內到髓心，南向和北向的生材生材密度均呈降低趨勢，即5 a生大花序桉心材生材密度低于邊材。南向樹皮部位、中間部位以及髓心部位的生材密度分別為1.14、1.12、1.11 g·cm-3，該向平均值為1.12 g·cm-3；北向樹皮部位、中間部位以及髓心部位的生材密度分別為1.14、1.12、1.10 g·cm-3，該向平均值為1.12 g·cm-3。顯示南向和北向樹皮部位的生材密度基本一致，說明生材密度與樹木南北向關系不緊密。5 a生大花序桉徑向平均生材密度為1.12 g·cm-3。

圖4 生材密度徑向變異

5 a生大花序桉生材密度的縱向變化圖(圖5)顯示，從樹干基部到樹高11.3 m處，5 a生大花序桉生材密度基本處于同一水平線，分別為1.10 、1.11、1.12、1.14、1.14、1.16、1.14 g·cm-3。5 a生大花序桉縱向平均生材密度為1.13 g·cm-3。

圖5 生材密度縱向變異規律

相較于35 a生大花序桉(平均生材密度為1.11 g·cm-3)[15]，5 a生大花序桉的生材密度略高，可能是因為隨樹木的成熟，大花序桉的生材密度逐漸降低，本研究中5 a生大花序桉心材生材密度低于邊材也與之吻合。

2.3.2 基本密度變異 5 a生大花序桉基本密度的徑向變化如圖6所示。自樹皮向內到髓心，南向和北向的生材基本密度均呈降低趨勢，即5 a生大花序桉邊材基本密度高于心材。南向樹皮部位、中間部位以及髓心部位的基本密度分別為0.59、0.56、0.55 g·cm-3，該向平均值為0.56 g·cm-3；北向樹皮部位、中間部位以及髓心部位的生材基本密度分別為0.59、0.54、0.52 g·cm-3，該向平均值為0.55 g·cm-3。表明南向基本密度略高于北向，可能由光照不同導致。5 a生大花序桉徑向平均生材密度為0.55 g·cm-3。

圖6 基本密度徑向變異

5 a生大花序桉生材基本密度的縱向變化如圖7所示。從樹干基部到樹高5.3 m處，5 a生大花序桉基本密度基本處于同一水平線，分別為0.55、0.55、0.56、0.56 g·cm-3，從樹高5.3 m到9.3 m處，基本密度逐漸升高，從9.3 m到11.3 m處，基本密度大幅降低，即隨樹高的增加，大花序桉基本密度先增加后減小。5 a生大花序桉縱向平均生材含水率為0.58 g·cm-3。 相較于澳大利亞種植的5 a生大花序桉基本密度(0.62 g·cm-3)[6]，本研究中的大花序桉略低(0.54 g·cm-3)，可能由生長環境不同導致。

圖7 基本密度縱向變異規律

2.4 含水率變異

5 a生大花序桉生材含水率的徑向變化如圖8所示。自樹皮向內到髓心，南向和北向的生材含水率均呈升高趨勢，即5 a生大花序桉心材生材含水率高于邊材。南向樹皮部位、中間部位以及髓心部位的生材含水率分別為97.35%、109.25%、114.65%，該向平均值為101.42%；北向樹皮部位、中間部位以及髓心部位的生材含水率分別為97.36%、100.62%、106.27%，該向平均值為107.08%。說明南向和北向樹皮部位的生材含水率基本一致，但南向中間部位和髓心部位的生材含水率均高于北向，這可能是由樹木生長過程中接觸陽光不同而導致。5 a生大花序桉徑向平均生材含水率為104.25%。

圖8 生材含水率徑向變異規律

5 a生大花序桉生材含水率縱向變化圖(圖9)顯示，從0 m即樹干基部到樹高11.3 m處，5a生大花序桉生材含水率基本處于同一水平線，但在9.3 m處生材含水率明顯低于其他高度(0～11.3 m處的生材含水率分別為102.81%、104.41%、101.05%、102.14%、97.87%、84.19%、100.76%)。5a生大花序桉縱向平均生材含水率為99.03%。

圖9 生材含水率縱向變異規律

相較于35 a生大花序桉(平均生材含水率為46.82%)[15]，5 a生大花序桉的生材含水率明顯更高，這可能是因為5 a生大花序桉還未成熟，屬于幼齡材，需要更多的水分供樹木進行各種生命活動。

3 結論

5 a生大花序桉樹皮體積百分率和質量百分率隨樹高的增加而增大，其樹皮平均體積、質量百分率分別為23.23%、19.89%；心材率隨樹高的增加而降低，平均為19.91%；自樹皮向內到髓心，生材含水率呈升高趨勢，生材密度和基本密度均呈降低趨勢;從樹干基部向上至樹梢，其生材含水率基本處于同一水平線，平均值為101.64%，生材密度和基本密度變化基本一致，平均值分別為1.12 g·cm-3、0.54 g·cm-3。