马尾松不同径级产脂量及松脂成分差异研究

2015-05-22丁贵杰贾宏炎谌红辉

中南林业科技大学学报 2015年8期

安宁，丁贵杰，贾宏炎，谌红辉

（1.贵州大学造林生态所，贵州贵阳 550025；2.中国林业科学研究院热带林业实验中心，广西凭祥532600 ）

马尾松Pinus massoniana是我国松树中分布最广、栽培面积最大，同时是采割松脂的主要树种[1]。松脂主要成分有多种树脂酸和萜类[2]，是重要的化工原料。近年随着珍贵树种的发展，频发的松毛虫危害，造成马尾松林面积下降及可采脂树减少，现有马尾松林已不能满足林产化工业的需要，营建马尾松高产脂人工林是发展的必然趋势。以往对马尾松的研究都集中在栽培技术、生理生化以及遗传育种等方面[3-8，18-19]，在马尾松采脂林产脂量的影响因素、松脂组成等方面的研究很少[9-14]。因此，开展此项研究对完善马尾松高产脂林的定向培育技术体系具有重要意义。

1 试验地概况及研究方法

1.1 试验地概况

试验林设在位于广西凭祥市热带林业试验中心伏波实验场, 为1991年营造的马尾松纯林，前茬杉木主伐后明火炼山。位于106°43′E，22°06′N，海拔500～520 m，低山地貌，年平均气温19.5 ℃，年降水量1 500 mm，属于南亚热带季风气候区。土壤为花岗岩发育成的红壤，土层厚度＞1 m，腐殖质厚度＞10 cm。

1.2 研究方法

试验设9个处理：14 cm、16 cm、18 cm、20 cm、22 cm、24 cm、26 cm、28 cm、30 cm径级。每个处理30株，收脂时单株称重并记录，采用“下降式”采脂法。运用SPSS软件进行方差分析及多重比较[15]。试验于2008年布置，2009年在采脂期内进行产脂量数据采集，收脂时按单株称重并记录。

2 实验方法

2.1 松脂含油量及松节油成分的测定

按林业局松脂标准LY223-81 测定松脂中的含油量。将所得松节油直接进气相色谱仪分析。方法见参考文献[16]。

2.2 松脂成分测定

样品在广西林业科学研究院林化中心测定，方法见参考文献[16]。

3 结果与分析

3.1 不同径级与产脂量的关系

从图1可以看出马尾松单株年产脂量随着径级的增大表现出上升的趋势，采脂量与采脂树木的胸径呈线性正相关关系，随着树木胸径的增大，单株产脂量随之增加。

图1 不同径级单株松脂年产量Fig.1 Annual outputs of pine resin in different diameter class trees

方差分析结果（表1）表明：不同径级间产脂量差异显著。14 cm径级的单株年产脂量为0.73 kg；径级20 cm的年产脂量为2.55 kg，相比产量增加149.38 %；26 cm径级的单株年产脂量为4.19 kg，比20 cm径级的产量增加64.29%，而30 cm径级的单株年产脂量为5.62 kg，比26 cm径级的年产脂量增加34.13%。产量呈现此种趋势是由于径级越大，在相同的剖面负荷率下，剖面的面积越大，割破的树脂道数目也越多，因而产脂量也越大。

表 1 不同径级产量方差分析Table 1 Variance analysis of different diameter class pine resin

多重比较（LSD）检验结果（表2）表明：不同径级间产脂量差异显著，具体检验结果及两两关系见表2。所有处理中，只有18 cm径级和20 cm径级的产脂量差异不显著，而其他径级之间产脂量均存在显著差异。

在实际生产与采脂操作过程中，对采脂树木的起始径级有相应的要求。采割径级过小，采脂割面过窄，产脂量低，松脂效益低，同时也增加了采脂成本；如果采割松脂起始径级偏大，减少了采脂年限，也会造成总体经济效益的下降。综合考虑马尾松采脂林起始径级应在18 cm～20 cm。

3.2 不同径级松脂成分差异研究

从表3及表4可以看出,在6个径级中：松香及松节油的组成一致,但各成分的含量存在一定差异。

马尾松松脂树脂酸主要化学成分有海松酸、异海松酸、湿地松酸、去氢枞酸、左旋海松酸、枞酸和新枞酸。在马尾松各树脂酸中左旋海松酸的含量最高，均超过45%，其中16 cm含量达到53.58%，为6个径级中含量最高，而26 cm

含量最低为45.13%，二者相差8.5%；海松酸除14 cm的0.73%外，其它径级含量均在0.44%～0.50%，变化幅度很小；枞酸除18 cm的含量为11.57%，其他径级含量均在8.13%～9.99%之间；新枞酸含量最高是18 cm为12.73%，最低是16 cm的9.55%，其他径级含量在10.08%～11.66%之间；而去氢枞酸含量最高是26 cm的0.39%，最低为18 cm的0.11%。据报道马尾松产脂力与新枞酸和去氢枞酸呈正相关，在本实验中并未表现出规律性。

表 2 不同径级多重比较检验Table 2 Multiple comparison tests of different diameter class pine resin

表 3 不同径级松香主要成分及含量Table 3 Rosin main ingredients and contents in different diameter class trees

表 4 不同径级松节油主要成分及含量Table 4 Turpentine oil main ingredients and contents in different diameter class trees

马尾松松节油主要化学成分有α-蒎烯、β-蒎烯、莰烯、Δ3-蒈烯、月桂烯、长叶烯和石竹烯。α-蒎烯含量高是马尾松松节油的特征。松节油在6个径级中的含量分别为 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，松节油含量有随径级增大而增加的趋势。22 cm径级α-蒎烯含量47.07%，其他径级的含量均高于54%；β-蒎烯在22 cm径级中含量最高，但各径级中的含量均不超过6%，含量在2.30%～5.98%之间；莰烯的含量均在1%左右；月桂烯含量最高为14 cm的0.54%，最低为18 cm的0.05%，长叶烯含量依次为14.23%、16.98%、12.80、14.11%、26.01%和27.25%，22 cm和26 cm径级的含量明显高于其他径级。Δ3-蒈烯除在22 cm含量略高外，其他径级含量均低于1.00%。长叶烯与石竹烯含量相差最大为26 cm径级的24.02%，相差最小为18 cm径级的7.43%。可以明显看出各径级的松脂成分基本一致，只是含量存在一定差异。

4 结论与讨论

（1）随着径级的增大，马尾松产脂量表现出上升的趋势，呈正相关关系，这与王长新[12]，蔡树威等[13]，舒文波等[17]研究相一致。径级为 14 cm的马尾松,单株年松脂产量为0.73 kg，而30 cm径级的松脂产量为5.62 kg，增加了4.98 kg，各径级产脂量除18 cm与20 cm差异不显著外，其他径级之间产脂量均差异显著。在实际生产与采脂操作中，考虑到产脂量与树木生长情况，马尾松采脂径级应在18 cm以上，这与国家林业局2007年发布的林业行业标准松脂采集技术规程相一致。

（2）马尾松各径级的松脂有相同的组成，各成分含量存在一定差异。马尾松所含树脂酸中左旋海松酸含量最高，均超过45%；含油量有随着径级增大而增加的趋势，14 cm含油量最低为9.39%，26 cm含油量最高为18.30%。α-蒎烯含量高是马尾松松节油的特征，在6个径级中α-蒎烯含量均高于47%；β-蒎烯在22 cm径级中含量最高，为5.98%，β-蒎烯市场价格比α-蒎烯要高，但本试验其含量在各径级中并未表现出规律性。在松香和松节油的组成上一致，只是各组分的含量存在一定差异。

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