安 寧,丁貴杰,賈宏炎 ,諶紅輝
(1.貴州大學 造林生態(tài)所,貴州 貴陽 550025;2.中國林業(yè)科學研究院 熱帶林業(yè)實驗中心,廣西 憑祥532600 )
馬尾松Pinus massoniana是我國松樹中分布最廣、栽培面積最大,同時是采割松脂的主要樹種[1]。松脂主要成分有多種樹脂酸和萜類[2],是重要的化工原料。近年隨著珍貴樹種的發(fā)展,頻發(fā)的松毛蟲危害,造成馬尾松林面積下降及可采脂樹減少,現(xiàn)有馬尾松林已不能滿足林產(chǎn)化工業(yè)的需要,營建馬尾松高產(chǎn)脂人工林是發(fā)展的必然趨勢。以往對馬尾松的研究都集中在栽培技術、生理生化以及遺傳育種等方面[3-8,18-19],在馬尾松采脂林產(chǎn)脂量的影響因素、松脂組成等方面的研究很少[9-14]。因此,開展此項研究對完善馬尾松高產(chǎn)脂林的定向培育技術體系具有重要意義。
試驗林設在位于廣西憑祥市熱帶林業(yè)試驗中心伏波實驗場, 為1991年營造的馬尾松純林,前茬杉木主伐后明火煉山。位于106°43′E,22°06′N,海拔500~520 m,低山地貌,年平均氣溫19.5 ℃,年降水量1 500 mm,屬于南亞熱帶季風氣候區(qū)。土壤為花崗巖發(fā)育成的紅壤,土層厚度>1 m,腐殖質(zhì)厚度>10 cm。
試驗設9個處理:14 cm、16 cm、18 cm、20 cm、22 cm、24 cm、26 cm、28 cm、30 cm徑級。每個處理30株,收脂時單株稱重并記錄,采用“下降式”采脂法。運用SPSS軟件進行方差分析及多重比較[15]。試驗于2008年布置,2009年在采脂期內(nèi)進行產(chǎn)脂量數(shù)據(jù)采集,收脂時按單株稱重并記錄。
按林業(yè)局松脂標準LY223-81 測定松脂中的含油量。將所得松節(jié)油直接進氣相色譜儀分析。方法見參考文獻[16]。
樣品在廣西林業(yè)科學研究院林化中心測定,方法見參考文獻[16]。
從圖1可以看出馬尾松單株年產(chǎn)脂量隨著徑級的增大表現(xiàn)出上升的趨勢,采脂量與采脂樹木的胸徑呈線性正相關關系,隨著樹木胸徑的增大,單株產(chǎn)脂量隨之增加。
圖1 不同徑級單株松脂年產(chǎn)量Fig.1 Annual outputs of pine resin in different diameter class trees
方差分析結(jié)果(表1)表明:不同徑級間產(chǎn)脂量差異顯著。14 cm徑級的單株年產(chǎn)脂量為0.73 kg;徑級20 cm的年產(chǎn)脂量為2.55 kg,相比產(chǎn)量增加149.38 %;26 cm徑級的單株年產(chǎn)脂量為4.19 kg,比20 cm徑級的產(chǎn)量增加64.29%,而30 cm徑級的單株年產(chǎn)脂量為5.62 kg,比26 cm徑級的年產(chǎn)脂量增加34.13%。產(chǎn)量呈現(xiàn)此種趨勢是由于徑級越大,在相同的剖面負荷率下,剖面的面積越大,割破的樹脂道數(shù)目也越多,因而產(chǎn)脂量也越大。
表 1 不同徑級產(chǎn)量方差分析Table 1 Variance analysis of different diameter class pine resin
多重比較(LSD)檢驗結(jié)果(表2)表明:不同徑級間產(chǎn)脂量差異顯著,具體檢驗結(jié)果及兩兩關系見表2。所有處理中,只有18 cm徑級和20 cm徑級的產(chǎn)脂量差異不顯著,而其他徑級之間產(chǎn)脂量均存在顯著差異。
在實際生產(chǎn)與采脂操作過程中,對采脂樹木的起始徑級有相應的要求。采割徑級過小,采脂割面過窄,產(chǎn)脂量低,松脂效益低,同時也增加了采脂成本;如果采割松脂起始徑級偏大,減少了采脂年限,也會造成總體經(jīng)濟效益的下降。綜合考慮馬尾松采脂林起始徑級應在18 cm~20 cm。
從表3及表4可以看出,在6個徑級中:松香及松節(jié)油的組成一致,但各成分的含量存在一定差異。
馬尾松松脂樹脂酸主要化學成分有海松酸、異海松酸、濕地松酸、去氫樅酸、左旋海松酸、樅酸和新樅酸。在馬尾松各樹脂酸中左旋海松酸的含量最高,均超過45%,其中16 cm含量達到53.58%,為6個徑級中含量最高,而26 cm
含量最低為45.13%,二者相差8.5%;海松酸除14 cm的0.73%外,其它徑級含量均在0.44%~0.50%,變化幅度很?。粯核岢?8 cm的含量為11.57%,其他徑級含量均在8.13%~9.99%之間;新樅酸含量最高是18 cm為12.73%,最低是16 cm的9.55%,其他徑級含量在10.08%~11.66%之間;而去氫樅酸含量最高是26 cm的0.39%,最低為18 cm的0.11%。據(jù)報道馬尾松產(chǎn)脂力與新樅酸和去氫樅酸呈正相關,在本實驗中并未表現(xiàn)出規(guī)律性。
表 2 不同徑級多重比較檢驗Table 2 Multiple comparison tests of different diameter class pine resin
表 3 不同徑級松香主要成分及含量Table 3 Rosin main ingredients and contents in different diameter class trees
表 4 不同徑級松節(jié)油主要成分及含量Table 4 Turpentine oil main ingredients and contents in different diameter class trees
馬尾松松節(jié)油主要化學成分有α-蒎烯、β-蒎烯、莰烯、Δ3-蒈烯、月桂烯、長葉烯和石竹烯。α-蒎烯含量高是馬尾松松節(jié)油的特征。松節(jié)油在6個徑級中的含量分別為 9.39%、 13.70%、11.21%、17.20%、16.59%和18.30%。14 cm含量最低,26 cm含量最高,松節(jié)油含量有隨徑級增大而增加的趨勢。22 cm徑級α-蒎烯含量47.07%,其他徑級的含量均高于54%;β-蒎烯在22 cm徑級中含量最高,但各徑級中的含量均不超過6%,含量在2.30%~5.98%之間;莰烯的含量均在1%左右;月桂烯含量最高為14 cm的0.54%,最低為18 cm的0.05%,長葉烯含量依次為14.23%、16.98%、12.80、14.11%、26.01%和27.25%,22 cm和26 cm徑級的含量明顯高于其他徑級。Δ3-蒈烯除在22 cm含量略高外,其他徑級含量均低于1.00%。長葉烯與石竹烯含量相差最大為26 cm徑級的24.02%,相差最小為18 cm徑級的7.43%??梢悦黠@看出各徑級的松脂成分基本一致,只是含量存在一定差異。
(1)隨著徑級的增大,馬尾松產(chǎn)脂量表現(xiàn)出上升的趨勢,呈正相關關系,這與王長新[12],蔡樹威等[13],舒文波等[17]研究相一致。徑級為 14 cm的馬尾松,單株年松脂產(chǎn)量為0.73 kg,而30 cm徑級的松脂產(chǎn)量為5.62 kg,增加了4.98 kg,各徑級產(chǎn)脂量除18 cm與20 cm差異不顯著外,其他徑級之間產(chǎn)脂量均差異顯著。在實際生產(chǎn)與采脂操作中,考慮到產(chǎn)脂量與樹木生長情況,馬尾松采脂徑級應在18 cm以上,這與國家林業(yè)局2007年發(fā)布的林業(yè)行業(yè)標準松脂采集技術規(guī)程相一致。
(2)馬尾松各徑級的松脂有相同的組成,各成分含量存在一定差異。馬尾松所含樹脂酸中左旋海松酸含量最高,均超過45%;含油量有隨著徑級增大而增加的趨勢,14 cm含油量最低為9.39%,26 cm含油量最高為18.30%。α-蒎烯含量高是馬尾松松節(jié)油的特征,在6個徑級中α-蒎烯含量均高于47%;β-蒎烯在22 cm徑級中含量最高,為5.98%,β-蒎烯市場價格比α-蒎烯要高,但本試驗其含量在各徑級中并未表現(xiàn)出規(guī)律性。在松香和松節(jié)油的組成上一致,只是各組分的含量存在一定差異。
[1] 周政賢.中國馬尾松[M].北京:中國林業(yè)出版社,2001.
[2] 劉玉春. 1995-2000年中國松香的生產(chǎn)、消費和發(fā)展趨勢[J].林產(chǎn)化工通訊,2001,35(5):31-33.
[3] 丁貴杰,周志春,王章榮.馬尾松紙漿材林培育與利用[M].北京:中國林業(yè)出版社,2006.
[4] 諶紅輝,丁貴杰.馬尾松造林密度效應研究[J].林業(yè)科學,2004, 40(1):92-98.
[5] 丁貴杰.馬尾松人工紙漿材林采伐年齡初步研究[J].林業(yè)科學,2000,36(1):15-20.
[6] 姚瑞玲,丁貴杰.不同密度馬尾松人工林凋落物及養(yǎng)分歸還量的年變化特征[J].南京林業(yè)大學,2006,30(5):83-86.
[7] 周志春,李光榮,黃光霖,等.馬尾松木材化學組分的遺傳控制及其對木材育種的意義[J].林業(yè)科學,2000,36(2):110-115.
[8] 鮑 斌,丁貴杰. 撫育問伐對馬尾松林分生長與植物多樣性的影響[J].中南林業(yè)科技大學學報,2013,33(3):30-33.
[9] 陳祖洪, 常新民, 陳海燕. 采脂間隔期對馬尾松產(chǎn)脂量影響的試驗初探[J].廣西林業(yè)科學,2001,30(3):138-139.
[10] 安 寧 ,丁貴杰,諶紅輝.林分密度及施肥對馬尾松產(chǎn)脂量的影響[J].中南林業(yè)科技大學學報,2010,30(9):46-50.
[11] 安 寧,丁貴杰. 廣西馬尾松松脂的化學組成研究[J].中南林業(yè)科技大學學報,2012,32(3):59-62.
[12] 王長新.馬尾松采脂量的相關因子分析[J].河南科技大學學報(農(nóng)學版),2004,24(3):22-25.
[13] 蔡樹威,龍 偉,楊章旗.馬尾松不同種源采脂量與樹體因子關系的研究[J].廣西林業(yè)科學,2006,12(35)增刊:18-19.
[14] 李愛民,全妙華,牛友芽,等. 馬尾松松脂產(chǎn)量影響因素研究進展[J].湖南林業(yè)科技,2008,35(1):58-59.
[15] 盧紋岱.SPSS for Windows 統(tǒng)計分析[M].北京:電子工業(yè)出版社,2002.
[16] 梁忠云,陳海燕,沈美英,等. 廣西優(yōu)良品種馬尾松松脂的化學組成[J]. 林產(chǎn)化工通迅,2002,36(5):8-10.
[17] 舒文波,楊章旗.馬尾松不同采脂年齡和徑級產(chǎn)脂量變化特點研究[J].中南林業(yè)科技大學學報,2011,31(11):39-43.
[18] 程希平,王妍方,楊曉軍,等. 馬尾松幼樹干形生長模式的研究[J].中南林業(yè)科技大學學報,2014,34(4):20-24.
[19] 楊雨華,宗建偉,楊風嶺. 不同生長勢馬尾松光合日變化研究[J].中南林業(yè)科技大學學報,2014,34(8):25-29.