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本论文以28年生人工林红锥的为材料,对其树皮特性、木材解剖特性和物理力学性质及相应的变异规律进行了研究;对各研究性质进行了株内和株间方差分析;对各解剖指标与树龄的相关性进行了探讨;对其幼龄材和成熟材进行了界定;对幼龄材和成熟材的性质进行了比较。结果表明:
(1)体积树皮率和重量树皮率分别为11.6%和11.1%,两者均随树干高度的增加而增大。树高1.3m处树皮的韧皮纤维长度、直径、腔径、双壁厚、长径比及壁腔比分别为1192μm、25.65μm、2.54μm、23.11μm、46.23、10.86;整株树木的上述指标分别为1093μm、24.49μm、2.58μm、21.91μm、44.76、10.56,其中韧皮纤维长度随着树高的增高而减小,变异规律较显著。
(2)树高1.3m处木材的纤维长度、直径、腔径、双壁厚、长径比、壁腔比、S2层微纤丝角、导管比量、木射线比量、薄壁组织比量、木纤维比量分别为1207μm、22.07μm、14.12μm、7.95μm、54.59、0.63、13.6°、12.17%、13.03%、23.09%、52.08%,纤维长度、直径、腔径、长径比和导管比量的径向变异规律是总体上均随树龄的增加而增大,S2层微纤丝角和木纤维比量则随着树龄的增加而减小;整株树木上述指标分别为1110μm、21.30μm、13.80μm、7.50μm、52.06、0.59、13.7°、10.33%、13.72%、22.01%、53.94%,纤维长度、直径、腔径和长径比的纵向变异规律是总体上均随树高的增加而减小。微纤丝角与纤维长度呈显著的线性关系。
(3)生材含水率为96.2%。基本密度、生材密度、气干密度、全干密度分别为0.536g/cm3、1.041g/cm3、0.670g/cm3、0.592g/cm3。湿材状态到气干状态的径向、弦向、体积干缩率分别是3.1%、6.0%、9.3%,差异干缩是2.1;湿材状态到全干状态的径向、弦向、体积干缩率分别是4.6%、8.0%、13.0%,差异干缩是1.8。全干状态到气干状态的径向、弦向、体积湿胀率分别是1.6%、2.2%、4.3%,全干状态到饱水状态的径向、弦向、体积湿胀率分别是4.8%、8.7%、14.9%。吸水率为97%。生材含水率和生材密度从髓心向树皮的变异均呈递减趋势。
(4)顺纹抗压强度为59.2MPa。径向、弦向横纹局部抗压比例极限应力分别为16.3MPa、12.1MPa;径向、弦向横纹全部抗压比例极限应力分别为10.5MPa、8.2MPa。抗弯强度和抗弯弹性模量分别为120.3MPa、11188MPa。径面、弦面顺纹抗剪强度分别是11.2MPa、14.1MPa。端面、弦面、径面硬度分别为6213N、5034N、4947N,冲击韧性为73kJ/m2,径面、弦面抗劈力分别为13N/mm、18N/mm。综合品质系数达到3342×105Pa,属高等级。
(5)经株内方差分析表明:树皮特性方面,不同树高的各项指标差异均非常显著;木材解剖特性方面,不同树龄和树高的各项指标差异非常显著;物理性质方面,生材含水率、生材密度径向差异显著,基本密度径向差异不显著,生材含水率、基本密度纵向差异显著,其余各物理性能随树高的变化差异均不显著;力学性质方面,弦向横纹全部抗压比例极限应力、径面和弦面顺纹抗剪强度纵向差异显著,其余各项力学性能随树高的变化差异均不显著。经株间方差分析表明:差异干缩、气干状态下的径向和体积湿胀率株间差异不显著,其余所测定的各项指标的株间差异均显著。
(6)经一元回归分析得出:各项木材解剖特性指标中,除了纤维双壁厚和薄壁组织比量与树龄的相关性不显著,其余各项指标均与树龄有着显著相关性。
(7)采用有序分类方法分析得出,人工林红锥幼龄材和成熟材的划分界限为13年。方差分析表明,纤维双壁厚、木射线比量、薄壁组织比量在幼龄材和成熟材之间的差异不显著,其余各项指标差异均显著。
(8)人工林红锥的各项性能均达到中等或中上等级,是做高档家具、装饰用材、结构用材、人造板等用品的优质材料,应用前景广阔,值得推广与栽培。