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杉木是我国南方重要的速生用材树种,干形通直、材性优良、用途广泛。但由于杉木枝条多,木材中常常形成较多的节,严重影响了木材的美观,降低了木材的价值。杉木的不同用途对其质量要求不同,杉木装饰板材通常要求无节,因此,杉木高值化装饰材的定向培育已成为一个重要的研究方向,杉木无节材的培育越来越受重视。本研究选择中亚热带不同地理种源、不同林分密度和不同修枝强度的杉木人工幼林为研究对象,探讨了无节材培育的相关技术方法,研究了杉木无节材培育的遗传控制、密度控制和人工修枝等技术措施要点,并对部分地理种源的杉木节子进行解剖实验,研究节的形成和枝条发育特征,得到了以下主要研究结果:(1)通过节的解剖实验和材性分析,发现节子的物理性质与其周围的无节木材存在较大的差异,节的硬度大,颜色深,纤维走向杂乱,无节的木材纹理平整,颜色均一。有节木材的横纹径向全部抗压强度比无节材增加了 40.7%,抗弯强度增加了 26.0%,顺纹抗压强度降低了 19.5%,抗拉强度降低了 25.3%。无论是红心杉、垂枝杉,还是黄枝杉,枝径均与节子宽度呈正相关,即枝径越大,节子宽度越宽,因此可以通过树干外部的枝条宽度来预测内部节子大小。垂枝杉枝少、节小,但节周围被少量皮分隔,局部材性降低;陈山红心杉和黄枝杉节与干材结合紧密。(2)枝条发育特征决定节的属性和修枝难易程度。本研究选取了福建省7个无性系、湖南省4个种源、湖北省2个种源的杉木进行研究,发现不同地理种源的杉木枝条特征存在显著的差异。湖南会同二代良种和会同三代良种的枝长较长、枝径较短、分枝角较大。福建无性系“洋020”枝条短、枝径小,分枝角大,3个指标均与其他无性系差异显著。湖北罗田垂枝杉枝条短小,分枝角大,并与当地其他地理种源差异显著。因此,会同杉木良种、“洋020”和罗田垂枝杉这几种杉木地理种源或无性系可作为当地无节材培育的优质地理种源。无性系造林方式下的杉木遗传力(福建)整体高于实生苗造林的杉木(湖南和湖北)。不同杉木产区中,表型性状较优的地理种源枝条遗传力均达到中等以上,具有较好的遗传效果,选择无性系造林方式可进一步提高优良种源的遗传力。(3)不同林分密度直接影响杉木枝条发育,对无节材的培育存在显著的影响,林分密度越大,枝长越短,枝径越小,但分枝角变化不明显。3333、4444和6666株/hm2的较高林分密度下的节子比2500株/hm2的内生节直径约降低了13.0%、43.5%和47.8%。密度越大的林分,枝条生长发育时间越短。密度最低的950株/hm2下枝条生长时间约为密度最高的6666株/hm2的2倍。枝径的生长时间,950株/hm2可达15年以上,2500株/hm2约12年,3333株/hm2约9年,4444株/hm2约6年,6666株/hm2可达7年,但增速和枝径最大值均小于4444株/hm2。950株/hm2的林分密度枝长生长发育时间可达12年左右,2500株/hm2可达8年,3333株/hm2为7年左右,4444株/hm2约为6年,6666株/hm2仅为5年。分枝角与造林密度无明显的关系。高密度下杉木自然整枝能力较强,造林时可选择高密度的造林方式,等自然修枝高度到达8米左右时,再进行间伐,修除死枝,降低修枝成本,提高木材质量。(4)人工修枝技术是经典的无节材培育技术措施,适当的修枝强度,可以提高杉木人工林的胸径增量,加快杉木生长速度,缩短修枝伤口愈合时间,减少节子感染和变色风险。与不加干扰相比,合理的修枝强度加上间伐或施肥垦复的措施可以提高杉木生长速度。7年生的杉木幼林,40%的修枝强度可以提高杉木胸径增量,促进杉木生长,当修枝强度达到50%时,修枝对杉木生长有抑制作用。而间伐则可以显著提高杉木胸径生长,且间伐对胸径生长的促进作用大于修枝。采用人工修枝培育无节材时,修除无效枝可使杉木胸径生长变快,无节材培育效果较好。在生产实践中,采用遗传控制、密度控制和人工修枝相结合的方法,可有效降低无节材培育成本,减小枝条大小,从而降低节子大小。