1、第四章 木材的微觀結(jié)構(gòu),第一節(jié) 木材顯微結(jié)構(gòu)導(dǎo)言,一 木材細(xì)胞的排列 木材有兩種不同系統(tǒng)的細(xì)胞組成，即： 軸向（縱向）系統(tǒng)：起源于形成層紡錘形原始細(xì)胞 徑向（橫向）系統(tǒng)：起源于射線原始細(xì)胞,二 木材細(xì)胞的形態(tài)類別 1 纖維狀細(xì)胞：針葉樹材管胞和闊葉樹材木纖維 2 非纖維狀細(xì)胞：薄壁細(xì)胞 3 闊葉樹材中的導(dǎo)管分子,第二節(jié) 針葉樹材的顯微結(jié)構(gòu),構(gòu)成針葉樹材的細(xì)胞類型較單一，排列也較規(guī)則，由兩類細(xì)胞構(gòu)成： 1 厚壁細(xì)胞：軸向的管胞是組成針葉樹材的主要細(xì)胞， 占總體積的90%，有的樹種木射線中也 含厚壁細(xì)胞。 2 薄壁細(xì)胞：軸向的只在部分樹種中存在，包括分泌 薄壁細(xì)胞；徑向的是木射線薄壁細(xì)胞。,一 管

2、胞 （一）定義 管胞是針葉樹材中的一種縱行的纖維狀厚壁細(xì)胞，兩端尖銳，占木材總體積的90%以上，是組成針葉樹材的主要細(xì)胞。,圖4-2 針葉樹材管胞 A.馬尾松早材管胞； B.早材管胞的一部分； C.晚材管胞的一部分； 1.徑切面上的紋孔； 2.弦切面上的紋孔； 3.通向射線管胞的紋孔； 4.窗格狀紋孔,（二）管胞的排列、形狀、大小及作用 1 排列：橫切面上管胞均沿徑向排列，同一徑列的管胞起源于同一形成層紡錘形原始細(xì)胞。 2 形狀： 早材管胞，兩端呈鈍闊形，細(xì)胞腔大壁薄，橫斷面呈四邊形或多邊形； 晚材管胞，兩端呈尖削形，細(xì)胞腔壁厚，橫斷面呈扁平狀(圖4-2)。,3 管胞大?。褐钙湎蚁蛑睆胶烷L度，

3、弦向直徑一般為3045微米；早材管胞平均長度為3.247毫米，晚材平均長3.654毫米。 4 管胞壁上的具緣紋孔：多分布于徑面壁，弦面壁上的紋孔多見于年輪末端的幾層細(xì)胞。 5 管胞壁上的螺紋加厚,（三）索狀管胞 指軸向排列的成串的短管胞。它比軸向管胞短，細(xì)胞呈長矩形，徑壁和端壁均具有具緣紋孔。,（四）樹脂管胞 針葉樹材管胞在由邊材轉(zhuǎn)變?yōu)樾牟牡倪^程中，與木射線或其它薄壁細(xì)胞相鄰的管胞中，常有樹脂沉積于胞腔中，形成微紅褐色至褐色的內(nèi)含物，這種管胞成為樹脂管胞。,二 軸向薄壁組織 （一）軸向薄壁組織的來源 （二）軸向薄壁組織的特征 軸向薄壁組織是一種縱行的、 成串的薄壁細(xì)胞。 橫切面上是一個細(xì)胞，壁

4、很薄，細(xì)胞腔內(nèi)常含有深色的內(nèi)含物； 縱切面上是許多長方形細(xì)胞連成一串，兩端細(xì)胞較尖，具單紋孔。 細(xì)胞兩端的壁是水平的，且壁上的單紋孔對常形成念珠狀或節(jié)狀突起。,（三）軸向薄壁細(xì)胞和軸向管胞的區(qū)別 （四）軸向薄壁組織的分布形態(tài) 針葉樹材軸向薄壁組織在橫切面上的分布類型有三種：星散型、切線型、輪界型 （五）軸向薄壁組織在木材利用上的特征 1 削弱木材的物理力學(xué)性質(zhì)； 2 具有揮發(fā)性的油類，可蒸提出來作為它用或使木材具有較高的耐久性。,三 木射線 （一）木射線的組成 針葉樹材木射線中包含三種類型的細(xì)胞： 1 分泌細(xì)胞：分布于木射線中橫向樹脂道的周圍。 2 射線薄壁細(xì)胞：針葉樹材的射線薄壁細(xì)胞與縱行管

5、胞的徑面壁相接的區(qū)域稱交叉場。交叉場上紋孔的特征對于針葉樹材的顯微識別有重要作用。交叉場上紋孔的類型有五種： 3 射線管胞：是針葉樹材中松科樹種的特征，硬松射線管胞的內(nèi)壁具有不規(guī)則的鋸齒狀加厚，有助于識別硬松，而軟松射線管胞的內(nèi)壁平滑。,交叉場紋孔可分五種類型： 窗格型：為單紋孔，形狀大，為松屬樹種的特征。 松木型：比窗格型小的單紋孔，無一定形狀，見于松屬木材。 云杉型：具窄而稍外延或內(nèi)含的紋孔口，形狀小，紋孔緣窄，為云杉、落葉松、黃杉屬的特征 。 柏木型：紋孔口較寬，但紋孔緣內(nèi)含、較窄。 杉木型：紋孔口內(nèi)含，緣較窄，紋孔口長軸與紋孔緣一致，見于杉科大部分樹種。,云杉型,（二） 木射線的分類

6、1 單列木射線：木射線細(xì)胞僅有一列，或偶爾有兩列所構(gòu)成的木射線，其中不含樹脂道，常見于冷杉、杉木、柏木等樹種。 2 紡錘形木射線：木射線中央有橫向樹脂道存在使木射線呈現(xiàn)紡錘形，常見于有橫向樹脂道的樹種，如松類、云杉、落葉松、銀杉等樹種。,（三） 木射線的高度和體積 1 高度：用弦切面上的細(xì)胞個數(shù)或整個高度用微米來計。 針葉樹材平均10-15細(xì)胞高（每個細(xì)胞15-30m），柏科的木射線高度比松、杉科低。 2 體積: 針葉樹材木射線的體積很小，百分比7.08%（3.7-11.7%）. 一般射線率高，樹種進(jìn)化程度高。從這點上說，闊葉材射線發(fā)達(dá),闊葉樹材比針葉樹進(jìn)化。,四 樹脂道 樹脂道由薄壁的分泌細(xì)

7、胞環(huán)繞而成的孔道，是具有分泌樹脂功能的一種組織，為針葉樹材構(gòu)造特征之一。 根據(jù)樹脂道發(fā)生和發(fā)展可分為正常樹脂道和創(chuàng)傷樹脂道. （一）正常樹脂道 1 樹脂道的形成 樹脂道是生活的薄壁組織的幼小細(xì)胞相互分離而成的。 圍繞樹脂道成一完整的1數(shù)層壁薄，泌脂細(xì)胞層，稱泌脂細(xì)胞層。松屬的泌脂細(xì)胞壁上無紋孔，未木質(zhì)化，因而分泌樹脂能力極強，是松屬樹種作為采脂樹種的主要原因。,2 樹脂道的組成： 包括泌脂細(xì)胞、死細(xì)胞、伴生薄壁細(xì)胞。 1 泌脂細(xì)胞：側(cè)壁相連，胞壁沒有木質(zhì)化，所以彈性很大。 2 死細(xì)胞：沒有原生質(zhì)，充滿空氣和水分的木質(zhì)化的細(xì)胞，沒有彈性，是樹脂道的骨架。 3 伴生薄壁細(xì)胞：內(nèi)含細(xì)胞核、原生質(zhì)和貯

8、藏物。 4 管胞 5 細(xì)胞間隙 6 射線管胞,3 樹脂道的直徑、長度和分布 在具正常軸向樹脂道的六屬中，松屬樹脂道最多也最大，其直徑為60300m，落葉松次之為4080m，云杉為4070m，銀杉和黃杉為4045m，油杉為最小。 樹脂道長度平均為50cm，最長可達(dá)1m，它隨樹干的高度而減小。,（二）創(chuàng)傷樹脂道 在針葉樹材中，凡任何破壞樹木正常生活的現(xiàn)象，都可能產(chǎn)生受傷樹脂道。 針葉樹材的受傷樹脂道可分為軸向和橫向二種，但除雪松外很少有兩種同時存在于一塊木材中。 軸向受傷樹脂道在橫切面上 呈弦列分布于早材部位， 通常在生長輪開始處較常 見（臭冷杉） 。而正常軸 向樹脂道為單獨存在，多 分布早材后期

9、和晚材部位。,五 針葉樹材顯微結(jié)構(gòu)概覽圖示 (一)針葉樹材顯微結(jié)構(gòu)分子,(二)針葉樹材顯微結(jié)構(gòu)三切面,(三)針葉樹材顯微結(jié)構(gòu)立體結(jié)構(gòu),松木立體顯微結(jié)構(gòu),第三節(jié) 闊葉樹材的顯微結(jié)構(gòu),闊葉樹材除水青樹、昆欄樹等極少數(shù)樹種外，都具有導(dǎo)管，故此稱有孔材。闊葉樹材的組成分子有導(dǎo)管、木纖維、軸向薄壁組織、木射線和闊葉樹材管胞等。 與針葉樹材相比，闊葉樹材構(gòu)造特點是結(jié)構(gòu)復(fù)雜，排列不規(guī)整，材質(zhì)不均勻。其中導(dǎo)管約占20%，木纖維占50%，木射線占17%，軸向薄壁組織占2%50%。各類細(xì)胞的形狀、大小和壁厚相差懸殊。,一 闊葉樹材的基本顯微結(jié)構(gòu) （一）導(dǎo)管和導(dǎo)管分子 1 定義：由一連串的導(dǎo)管分子末端與末端順紋相連

10、形成的管狀組織叫導(dǎo)管，約占樹木總體積的20。 導(dǎo)管是由管胞演化而成的一種進(jìn)化組織，專司輸導(dǎo)作用。導(dǎo)管分子是構(gòu)成導(dǎo)管的一個細(xì)胞。,2 導(dǎo)管分子的形狀和大小 形狀：常見有鼓形、紡錘形、圓柱形和矩形等，一般早材部分多為鼓形，而晚材部分多為圓柱形和矩形。 若樹木僅具有較小的導(dǎo)管分子，則在早晚材中都呈圓柱形和矩形；若導(dǎo)管分子在木材中單生，它的形狀一般呈圓柱形或橢圓形。 大小:以測量弦向直徑為準(zhǔn)。 小者可小于25m，大者可大于400m。 通?？梢杂?00200m定為中等，小于 100m者為小，大于200m者為大。,3 管孔：導(dǎo)管分子在木材橫切面上所呈現(xiàn)的小孔。 4 穿孔和穿孔板 穿孔兩個導(dǎo)管分子縱向相連時

11、，其端壁相通的孔隙稱為穿孔。 穿孔板在二個導(dǎo)管分子端壁間相互連接的細(xì)胞壁稱為穿 孔板。 根據(jù)穿孔板上穿孔的個數(shù)不同，穿孔又分為單穿孔和復(fù)穿孔，復(fù)穿孔又有梯狀穿孔和篩狀（網(wǎng)狀）穿孔之分。,5 導(dǎo)管分子上的紋孔 導(dǎo)管分子側(cè)壁上的紋孔大多是具緣紋孔，它與軸向薄壁細(xì)胞和射線薄壁細(xì)胞之間形成的紋孔對是半具緣紋孔對，導(dǎo)管分子之間形成的紋孔是具緣紋孔對。 導(dǎo)管與木纖維、管胞、軸向薄壁組織間的紋孔，一般無固定排列形式。而導(dǎo)管與射線薄壁細(xì)胞，導(dǎo)管與導(dǎo)管間的紋孔，常有一定的排列形式，是重要的識別特征。導(dǎo)管間紋孔其排列形式有三種。,導(dǎo)管分子之間的紋孔有三種固定的排列形式：梯狀紋孔式、對列紋孔式、互列紋孔式,A B

12、C,6 導(dǎo)管分子上的螺紋加厚 7 導(dǎo)管的內(nèi)含物 （1）侵填體 形成過程：當(dāng)闊葉樹邊材轉(zhuǎn)變?yōu)樾牟臅r，導(dǎo)管周圍的薄壁細(xì)胞及其原生質(zhì)通過紋孔擠入導(dǎo)管，并在導(dǎo)管內(nèi)生長、發(fā)育，局部或全部占據(jù)管腔形成。 發(fā)生部位：心材導(dǎo)管和薄壁組織相鄰接處。 化學(xué)成分：木質(zhì)素和纖維素 與擬侵填體的異同：擬侵填體是當(dāng)針葉樹材中的樹脂外流時，泌脂細(xì)胞膨大而形成的。 （2）樹膠及其它內(nèi)含物,（二）纖維 1 定義 2 纖維的種類 根據(jù)壁上紋孔類型，有具緣紋孔的木纖維稱纖維狀管胞；有單紋孔的木纖維稱韌型纖維。 這兩類木纖維可分別存在，也可同時存在于同一樹種中。它們的功能主要是支持樹體，承受力學(xué)強度的作用。 有些樹種還可能存在一些特

13、殊木纖維，如分隔木纖維和膠質(zhì)木纖維。,（1）纖維管胞：即纖維狀管胞，是標(biāo)準(zhǔn)的纖維細(xì)胞，胞壁厚，胞腔小，兩端尖削，壁上具有透鏡形或裂隙狀紋孔口的具緣紋孔。其次生壁的內(nèi)層平滑或有螺紋加厚。 （2）韌型纖維：韌型纖維為細(xì)長紡錘形，末端略尖削，偶呈鋸齒狀或分岐狀。其細(xì)胞壁較厚，胞腔較窄，外形與纖維管胞略相似。具單紋孔，紋孔小而少，是比較進(jìn)化的支持組織。,纖維管胞 韌型纖維,（3）隔膜木纖維：指細(xì)胞腔中具有比側(cè)壁更薄的水平橫膈膜組織的纖維管胞或韌型纖維。在具有較大單紋孔的韌型纖維中出現(xiàn)較多。 （4）膠質(zhì)木纖維：是指尚未木質(zhì)化的，胞腔內(nèi)壁呈膠質(zhì)狀的木纖維，即為次生壁呈膠質(zhì)狀態(tài)的韌型纖維或纖維狀管胞，通常出

14、現(xiàn)膠質(zhì)狀態(tài)的韌型纖維較纖維狀管胞要多。 3 纖維的長度和直徑 4 纖維胞壁厚度,隔膜木纖維 膠質(zhì)木纖維,（三）闊葉樹材管胞 管胞是組成針葉樹材的最主要成分，在闊葉樹材中不常見，僅少數(shù)樹種內(nèi)可見，亦不占主要地位。 其長度較針葉樹材管胞要短得多，且形狀不規(guī)則。 闊葉樹材管胞可分為環(huán)管管胞和導(dǎo)管狀管胞兩類。,1 環(huán)管管胞:位于環(huán)孔材大導(dǎo)管周圍，壁上具明顯的小具緣紋孔，略似不規(guī)則形狀的管胞，不成一定的軸向排列，由于受導(dǎo)管的擠壓多呈扁平狀。 2 維管管胞：又叫導(dǎo)管狀管胞，多存在于晚材，形狀類似小導(dǎo)管，但不具穿孔。上、下端頭傾斜方向相反，以具緣紋孔溝通。 此外，還有一種纖維狀管胞，歸入木纖維中。,環(huán)管管胞

15、 維管管胞,（四）軸向薄壁組織 由形成層紡錘形原始細(xì)胞衍生成兩個或兩個以上的具單紋孔的薄壁細(xì)胞，縱向串聯(lián)而成的軸向組織。其功能主要是貯藏和分配養(yǎng)分。 1 分類：闊葉樹材中軸向薄壁組織遠(yuǎn)比針葉樹材發(fā)達(dá)，其分布形態(tài)也是多種多樣的，是鑒定闊葉樹材的重要特征之一。 根據(jù)軸向薄壁組織與導(dǎo)管加生的關(guān)系，分為離管型和傍管型兩大類。,2 薄壁組織中的一些變態(tài)細(xì)胞 紡錘形薄壁細(xì)胞：由單獨一個紡錘形原始細(xì)胞分生出的不再分裂的薄壁細(xì)胞，兩端較尖，形狀類似于短的纖維，但具薄壁細(xì)胞的性狀。它在具疊生形成層的樹種中常見。 分隔薄壁細(xì)胞 異細(xì)胞 油細(xì)胞 結(jié)晶細(xì)胞 石細(xì)胞,（五）木射線 木射線位于形成層以內(nèi)的木質(zhì)部中，呈帶狀

16、并沿徑向延長的薄壁細(xì)胞壁集合體。 闊葉樹材的木射線比較發(fā)達(dá)，含量較多，為闊葉樹材的主要組成部分，約占木材總體積的17%。,香樟木射線,1 組成射線的細(xì)胞類型和木射線類型 射線中的細(xì)胞類型：橫臥射線細(xì)胞、直立射線 細(xì)胞 根據(jù)組成射線的細(xì)胞不同對木射線進(jìn)行的分類： 同形木射線：全部由橫臥射線薄壁細(xì)胞組成的射線。 異形木射線：由橫臥和直立射線薄壁細(xì)胞組成的射線。在不同的樹種中還可進(jìn)一步細(xì)分為三種類型。,同形射線,同形多列射線,異形單列射線,異形1型,異形2型,異形3型,2 木射線的寬度和木射線類型 闊葉材木射線的寬度變化很大，以細(xì)胞個數(shù)計，可分為： （1）單列木射線：射線寬度僅一個細(xì)胞，如楊、柳等少

17、數(shù)樹 種存在。 （2）多列木射線：射線寬度為2列以上的細(xì)胞，幾乎存在于 闊葉樹材的絕大部分樹種。,昆蘭樹：單列、多列,瓦狀細(xì)胞,3 木射線中的特殊射線細(xì)胞： 瓦狀細(xì)胞、柵狀細(xì)胞、鞘狀細(xì)胞,柵狀細(xì)胞,鞘狀細(xì)胞,（六）胞間道 胞間道指不定長度的細(xì)胞間隙，通常儲存著由泌脂細(xì)胞或泌膠細(xì)胞所分泌的樹脂或樹膠。雙子葉類木材的胞間道通常稱為樹膠道。,1 正常樹膠道： 闊葉樹材的樹膠道和針葉樹材的樹脂道一樣，也分軸向和徑向兩種。,軸向樹膠道 徑向樹膠道,2 樹膠道的形成過程：有三種情況 （1）裂生：是在形成層細(xì)胞發(fā)育過程中細(xì)胞之間相互分離而形成長的細(xì)胞間隙，同時細(xì)胞間隙周圍的細(xì)胞變成分泌細(xì)胞，間隙中有樹膠出現(xiàn)。 （2）溶生：組織細(xì)胞自動破壞或者分解而形成，通常在成熟的細(xì)胞之間發(fā)生。 （3）裂溶生：形成層細(xì)胞之間首先相互分離形成細(xì)胞間隙，間隙周圍的細(xì)胞再自動分解而使細(xì)胞間隙擴(kuò)大形成。 3 樹膠道內(nèi)容物 4 受傷樹膠道,(七)闊葉樹材的顯微結(jié)構(gòu)概覽圖示 1 闊葉樹材的顯微結(jié)構(gòu)分子,2 闊葉樹材的顯微結(jié)構(gòu)三切面,3 闊葉樹材的顯微結(jié)構(gòu)立