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1、第三章 木材的微观构造第一节第一节 针叶树材的微观构造针叶树材的微观构造第二节第二节 阔叶树材的微观构造阔叶树材的微观构造第二节第二节 阔叶树材的微观构造阔叶树材的微观构造图图5-40 一种阔叶树材的微观构造一种阔叶树材的微观构造图图51 针针叶叶树树材材微微观观构构造造实实例例针叶树材管胞针叶树材管胞导管分子导管分子导导管管分分子子管管胞胞木射线木射线轴轴向向薄薄壁壁组组织织图图5-41 阔叶树材的细胞类型阔叶树材的细胞类型木木纤纤维维一、导管l l1 导管和导管分子概念导管和导管分子概念l l导导导导管管管管(vessel)(vessel)：是是是是绝绝绝绝大大大大多多多多数数数数阔阔阔阔
2、叶叶叶叶树树树树材材材材具具具具有有有有的的的的输输输输导导导导组组组组织织织织，为一串为一串为一串为一串 轴向的细胞；轴向的细胞；轴向的细胞；轴向的细胞；l l 导管分子导管分子导管分子导管分子(vessel element)(vessel element)：组成导管的每一个细胞，：组成导管的每一个细胞，：组成导管的每一个细胞，：组成导管的每一个细胞，为导管分子。为导管分子。为导管分子。为导管分子。导导管管导管分子导管分子导管分子形状导管分子形状圆形、椭圆形、圆形、椭圆形、卵形和多边形卵形和多边形2、管孔、管孔l l（1 1）管孔的分布）管孔的分布）管孔的分布）管孔的分布 （见木材宏观构造部
3、分）（见木材宏观构造部分）（见木材宏观构造部分）（见木材宏观构造部分）阔叶树材管孔的分布阔叶树材管孔的分布环孔材环孔材散孔材散孔材半环孔材半环孔材臭檀臭檀黑核桃黑核桃鹅掌楸鹅掌楸 拟赤扬拟赤扬鼠李鼠李辐射孔材辐射孔材花样孔材花样孔材l l单管孔：单管孔：l l复管孔：复管孔：l l管孔链：管孔链：l l管孔团：管孔团：图图5-42 横切面上复管孔的类型横切面上复管孔的类型 （书上（书上76页）页）l l（2 2）管孔的组合）管孔的组合）管孔的组合）管孔的组合 （见木材宏观构造部分）（见木材宏观构造部分）（见木材宏观构造部分）（见木材宏观构造部分）l l在在横横切切面面上上，散散孔孔材材或或环环
4、孔孔材材的的晚晚材材带带的的管孔排列方式：管孔排列方式：l lA.A.星散状：星散状：l lB.B.径列状：径列状：l lC.C.斜列状：斜列状：l lD.D.弦列状：弦列状：l lE.E.丛聚状：丛聚状：l l（3 3）管孔的排列）管孔的排列）管孔的排列）管孔的排列(配列配列配列配列)组合组合组合组合 （见木材宏观构造部分）（见木材宏观构造部分）（见木材宏观构造部分）（见木材宏观构造部分）A.星散状星散状B.径列状径列状C.斜列状斜列状D.弦列状弦列状丛聚状丛聚状3、导管分子l l形状：鼓形、圆柱形、纺锤形、矩形等；形状：鼓形、圆柱形、纺锤形、矩形等；形状：鼓形、圆柱形、纺锤形、矩形等；形状
5、：鼓形、圆柱形、纺锤形、矩形等；l l长度：一般长度：一般长度：一般长度：一般200200800um800um；l l直直直直 径径径径：最最最最 小小小小 的的的的 在在在在 200um200um以以以以 下下下下，大大大大 的的的的 可可可可 达达达达400um400um以上。以上。以上。以上。图图5-43 导管分子长度随年轮的变化导管分子长度随年轮的变化图图5-44 导管分子的直径在木射线方向的变化导管分子的直径在木射线方向的变化4、导管分子的穿孔图图5-45 导管分子的穿孔导管分子的穿孔 穿孔的概念以及类型：l l穿穿穿穿孔孔孔孔 (perforation)(perforation)：
6、导导管管分分子子轴轴向向串串成成导导管管时时，两两个导管分子之间相通的个导管分子之间相通的孔隙孔隙孔隙孔隙。l l穿穿穿穿 孔孔孔孔 板板板板 (perforation(perforation plate)plate)：两两个个导导管管分分子子之之间间连接部分的连接部分的细胞壁细胞壁细胞壁细胞壁。l l 单穿孔：单穿孔：l l 复穿孔：复穿孔：l l 梯状穿孔：梯状穿孔：l l 网状穿孔：网状穿孔：l l 筛状穿孔：筛状穿孔：穿穿孔孔板板穿穿孔孔图图546 穿穿孔孔实实例例5、导管之间的纹孔(书上书上书上书上7878页页页页)l l 梯状纹孔：梯状纹孔：l l 对列纹孔：对列纹孔：l l 互列
7、纹孔：互列纹孔：图图547 导导管管之之间间的的纹纹孔孔6、导管壁上的螺纹加厚在阔叶树材的环孔材中，螺纹加厚一般常见于晚材导管。在阔叶树材的环孔材中，螺纹加厚一般常见于晚材导管。散孔材则早晚材导管均可能具有螺纹加厚。散孔材则早晚材导管均可能具有螺纹加厚。7、导管的内含物l l 侵填体侵填体:l l 树胶树胶:图图549 侵侵填填体体和和树树胶胶l l 导管的内含物主要有侵填体与树胶两类，导管的内含物主要有侵填体与树胶两类，导管的内含物主要有侵填体与树胶两类，导管的内含物主要有侵填体与树胶两类，以侵填体以侵填体以侵填体以侵填体为常见为常见为常见为常见。侵填体只能产生于导管与薄壁组织相邻之处，它。
8、侵填体只能产生于导管与薄壁组织相邻之处，它。侵填体只能产生于导管与薄壁组织相邻之处，它。侵填体只能产生于导管与薄壁组织相邻之处，它是在薄壁组织具有生活力时，由导管周围的薄壁细胞或射是在薄壁组织具有生活力时，由导管周围的薄壁细胞或射是在薄壁组织具有生活力时，由导管周围的薄壁细胞或射是在薄壁组织具有生活力时，由导管周围的薄壁细胞或射线薄壁细胞，经过纹孔口而挤入导管内，并在导管内生长、线薄壁细胞，经过纹孔口而挤入导管内，并在导管内生长、线薄壁细胞，经过纹孔口而挤入导管内，并在导管内生长、线薄壁细胞，经过纹孔口而挤入导管内，并在导管内生长、发育，以至部分或全部填塞导管腔而形成。发育，以至部分或全部填塞
9、导管腔而形成。发育，以至部分或全部填塞导管腔而形成。发育，以至部分或全部填塞导管腔而形成。l l侵填体常见于心材，但边材含水率少的地方也可能发现。侵填体常见于心材，但边材含水率少的地方也可能发现。侵填体常见于心材，但边材含水率少的地方也可能发现。侵填体常见于心材，但边材含水率少的地方也可能发现。l l侵填体极多的树种，不论心边材，几乎所有导管内都被充侵填体极多的树种，不论心边材，几乎所有导管内都被充侵填体极多的树种，不论心边材，几乎所有导管内都被充侵填体极多的树种，不论心边材，几乎所有导管内都被充满，如刺槐。满，如刺槐。满，如刺槐。满，如刺槐。l l举例见书上举例见书上举例见书上举例见书上78
10、78页页页页图图5-50 管孔中的侵填体管孔中的侵填体图551 侵填体二、阔叶树材的管胞l l1 1、导管状管胞、导管状管胞、导管状管胞、导管状管胞(维管管胞，维管管胞，维管管胞，维管管胞，vascular tracheid)vascular tracheid)存在部位：多存在于晚材，与小导管混在一起；存在部位：多存在于晚材，与小导管混在一起；存在部位：多存在于晚材，与小导管混在一起；存在部位：多存在于晚材，与小导管混在一起；l l 特特特特征征征征：胞胞胞胞壁壁壁壁较较较较厚厚厚厚，侧侧侧侧壁壁壁壁具具具具有有有有许许许许多多多多纹纹纹纹孔孔孔孔，常常常常具具具具螺螺螺螺纹纹纹纹加厚；加厚；
11、加厚；加厚；l l 存在的树种：榆科的榆属、朴属。存在的树种：榆科的榆属、朴属。存在的树种：榆科的榆属、朴属。存在的树种：榆科的榆属、朴属。2、环管管胞(vasicentric tracheid)l l存在部位：环孔材大导管周围；存在部位：环孔材大导管周围；存在部位：环孔材大导管周围；存在部位：环孔材大导管周围；l l特特特特征征征征：形形形形状状状状不不不不规规规规则则则则，很很很很象象象象短短短短的的的的纤纤纤纤维维维维细细细细胞胞胞胞，有有有有明明明明显显显显的的的的具缘纹孔；具缘纹孔；具缘纹孔；具缘纹孔；l l存在的树种：栗木、栎木、黄波罗、桉树存在的树种：栗木、栎木、黄波罗、桉树存在
12、的树种：栗木、栎木、黄波罗、桉树存在的树种：栗木、栎木、黄波罗、桉树三、木材纤维l l木材纤维？木材纤维？细细长长而而壁壁厚厚，支支持持树树木木的功能，为木材提供强度。的功能，为木材提供强度。细长、锐端、厚壁细长、锐端、厚壁 占木材体积的占木材体积的50%50%2、木材纤维的种类l l(1)(1)韧性纤维：韧性纤维：韧性纤维：韧性纤维：与纤维状管胞很相似，但韧型纤维与纤维状管胞很相似，但韧型纤维与纤维状管胞很相似，但韧型纤维与纤维状管胞很相似，但韧型纤维是单纹孔，而纤维状管胞上是具缘纹孔是单纹孔，而纤维状管胞上是具缘纹孔是单纹孔，而纤维状管胞上是具缘纹孔是单纹孔，而纤维状管胞上是具缘纹孔l l
13、(2)(2)纤维状管胞：纤维状管胞：纤维状管胞：纤维状管胞：是标准的纤维细胞是标准的纤维细胞是标准的纤维细胞是标准的纤维细胞，腔小壁厚，腔小壁厚，腔小壁厚，腔小壁厚，两端尖锐且具有具缘纹孔。两端尖锐且具有具缘纹孔。两端尖锐且具有具缘纹孔。两端尖锐且具有具缘纹孔。l l(3)(3)分分分分隔隔隔隔木木木木纤纤纤纤维维维维：是是是是具具具具有有有有比比比比侧侧侧侧壁壁壁壁更更更更薄薄薄薄的的的的水水水水平平平平隔隔隔隔膜膜膜膜组组组组织织织织的的的的木木木木纤纤纤纤维维维维，常常常常出出出出现现现现于于于于有有有有较较较较大大大大单单单单纹纹纹纹孔孔孔孔的的的的韧韧韧韧型型型型纤纤纤纤维维维维上上
14、上上。常见的有桃花心木、黄檀、柚木等。常见的有桃花心木、黄檀、柚木等。常见的有桃花心木、黄檀、柚木等。常见的有桃花心木、黄檀、柚木等。l l(4)(4)胶胶胶胶质质质质木木木木纤纤纤纤维维维维：指指指指尚尚尚尚未未未未木木木木质质质质化化化化的的的的，胞胞胞胞腔腔腔腔内内内内壁壁壁壁呈呈呈呈胶胶胶胶质质质质状状状状的的的的纤纤纤纤维维维维。即即即即次次次次生生生生壁壁壁壁胶胶胶胶质质质质化化化化的的的的韧韧韧韧型型型型纤纤纤纤维维维维和和和和纤纤纤纤维维维维状状状状管管管管胞胞胞胞。主主主主要要要要存存存存在在在在于于于于应应应应拉拉拉拉木木木木。对对对对木木木木材材材材加加加加工工工工利利利
15、利用用用用有有有有影影影影响响响响（P80P80）四、轴向薄壁组织l l1 1、轴向、轴向(串生串生)薄薄壁组织壁组织图图560 阔阔叶叶树树材材的的细细胞胞种种类类轴向串生薄轴向串生薄壁组织壁组织图图561 轴轴向向薄薄壁壁细细胞胞的的形形态态图图5-62 阔叶树材中轴向薄壁组织的排列阔叶树材中轴向薄壁组织的排列薄壁组织在横切面上的排列：薄壁组织在横切面上的排列：图图563 横横切切面面上上轴轴向向薄薄壁壁组组织织的的排排列列a)傍管型薄壁组织：单侧傍傍管型薄壁组织：单侧傍管状、环管束状、翼状、聚管状、环管束状、翼状、聚翼状、傍管带状等翼状、傍管带状等b)离管型薄壁组织：星散离管型薄壁组织：
16、星散状、星散聚合状、网状、状、星散聚合状、网状、轮界状、离管带状轮界状、离管带状2、纺锤形薄壁组织l l 纺锤形薄壁组织的纺锤形薄壁组织的细胞细胞两端尖削两端尖削两端尖削两端尖削，形态类，形态类似韧性纤维，但胞壁较似韧性纤维，但胞壁较薄，在边材中的还可能薄，在边材中的还可能含有原生质。含有原生质。图564 纺锤形薄壁细胞3、薄壁组织的变异1)1)孪生薄壁组织孪生薄壁组织孪生薄壁组织孪生薄壁组织2)2)分隔薄壁细胞分隔薄壁细胞分隔薄壁细胞分隔薄壁细胞3)3)异细胞或巨细胞异细胞或巨细胞异细胞或巨细胞异细胞或巨细胞4)4)油细胞，粘液细胞油细胞，粘液细胞油细胞，粘液细胞油细胞，粘液细胞5)5)石细
17、胞石细胞石细胞石细胞6)6)结晶细胞结晶细胞结晶细胞结晶细胞油细胞结晶细胞图5-65 木材细胞中的结晶五、木射线l l1 1、组成阔叶树材木射线的细胞、组成阔叶树材木射线的细胞、组成阔叶树材木射线的细胞、组成阔叶树材木射线的细胞l l(1)(1)横卧细胞横卧细胞横卧细胞横卧细胞(平伏细胞，平伏细胞，平伏细胞，平伏细胞，procumbent ray cell)procumbent ray cell)：径切径切径切径切面上射线细胞的长轴呈水平方向；面上射线细胞的长轴呈水平方向；面上射线细胞的长轴呈水平方向；面上射线细胞的长轴呈水平方向；l l(2)(2)直立细胞直立细胞直立细胞直立细胞(uprig
18、ht ray cell)(upright ray cell)：径切面上射线细胞的长轴径切面上射线细胞的长轴径切面上射线细胞的长轴径切面上射线细胞的长轴呈轴向，特别位于射线的上下边缘。呈轴向，特别位于射线的上下边缘。呈轴向，特别位于射线的上下边缘。呈轴向，特别位于射线的上下边缘。横卧细胞横卧细胞 直立细胞直立细胞 方形细胞方形细胞 图图5-66 阔叶树材木射线细胞的形态阔叶树材木射线细胞的形态横卧细胞横卧细胞直立细胞直立细胞方形细胞方形细胞(3)(3)特殊形状的射线细胞特殊形状的射线细胞l la.a.瓦状细胞瓦状细胞l lb.b.栅状直立细胞栅状直立细胞l lc.c.鞘状细胞鞘状细胞l ld.d
19、.链状细胞链状细胞l le.e.异细胞异细胞l lf.f.分泌细胞分泌细胞2、木射线的分类l l(1)(1)根据组成木射线的细胞列数、木射线的根据组成木射线的细胞列数、木射线的根据组成木射线的细胞列数、木射线的根据组成木射线的细胞列数、木射线的宽度宽度宽度宽度l l a.a.单列射线单列射线单列射线单列射线l l b.b.多列射线多列射线多列射线多列射线l l c.c.聚合射线聚合射线聚合射线聚合射线*：指一群小而窄的木射线，在肉眼下指一群小而窄的木射线，在肉眼下指一群小而窄的木射线，在肉眼下指一群小而窄的木射线，在肉眼下或低倍放大镜下观察，似一根单一的射线，实际上它是由若或低倍放大镜下观察，
20、似一根单一的射线，实际上它是由若或低倍放大镜下观察，似一根单一的射线，实际上它是由若或低倍放大镜下观察，似一根单一的射线，实际上它是由若干小而窄的射线聚合而成的，其间杂有其它轴向细胞，如纤干小而窄的射线聚合而成的，其间杂有其它轴向细胞，如纤干小而窄的射线聚合而成的，其间杂有其它轴向细胞，如纤干小而窄的射线聚合而成的，其间杂有其它轴向细胞，如纤维。维。维。维。单列射线单列射线多列射线多列射线聚合射线聚合射线图5-67 阔叶树材中的木射线单列木射线单列木射线聚合木射线聚合木射线多列木射线多列木射线(2)(2)根据木射线组成细胞分类根据木射线组成细胞分类(2)(2)根据木射线组成细胞分类根据木射线组
21、成细胞分类l la.异形射线组织异形射线组织异形射线组织异形射线组织：射线射线射线射线组织的个体射线全部或组织的个体射线全部或组织的个体射线全部或组织的个体射线全部或部分由方形和直立细胞部分由方形和直立细胞部分由方形和直立细胞部分由方形和直立细胞组成者；组成者；组成者；组成者；图5-68 异型射线组织图5-69 异形射线组织异形射线组织异形射线组织异形射线组织异形射线组织（书上（书上8282页）页）l l异形单列异形单列l l异形多列异形多列l l异形异形型型l l异形异形型型l l异形异形型型b.同形射线组织：同形射线组织：射线组织的个体射射线组织的个体射线全由横卧细胞组线全由横卧细胞组成者
22、。成者。图5-70 同形射线组织形和型？形和型？导管分子形状 六、树胶道图5-71 阔叶树材中的树胶道 七、乳汁管和乳汁迹图5-72 乳汁管八、总结：l l1、阔叶树材的解剖分子及其特征：l l 轴向轴向轴向轴向 横向横向横向横向l l锐端细胞锐端细胞锐端细胞锐端细胞 导管分子导管分子l l 阔叶材管胞阔叶材管胞(导管状管胞、环管管胞导管状管胞、环管管胞)木材纤维木材纤维(韧性纤维、纤维状管胞韧性纤维、纤维状管胞)l l薄壁细胞薄壁细胞薄壁细胞薄壁细胞 轴向木薄壁细胞轴向木薄壁细胞 木射线薄壁细木射线薄壁细胞胞l l 轴向泌胶细胞轴向泌胶细胞 树胶道泌胶细胞树胶道泌胶细胞 针叶树材和阔叶树材组
23、织构造的比较 组成组成分子分子针叶树材针叶树材阔叶树材阔叶树材导管导管不具有不具有具有具有管管 胞胞木纤维木纤维管胞是主要分子，不具韧性纤维。管胞管胞是主要分子，不具韧性纤维。管胞横切面呈四边形或六边形。早晚材的管横切面呈四边形或六边形。早晚材的管胞差异较大。胞差异较大。具具有有阔阔叶叶树树材材管管胞胞。木木纤纤维维(纤纤维维状状管管胞胞和和韧韧性性纤纤维维)是是主主要要分分子子，细细胞胞横横切切面面形形状状不不规规则则，早早晚晚材材之之间间差差异异不大。不大。木射线木射线具具射射线线管管胞胞，组组成成射射线线的的细细胞胞都都是是横横卧卧细细胞胞，多多数数是是单单列列。具具有有横横向向树树脂脂
24、道道的的树种会形成纺锤形木射线。树种会形成纺锤形木射线。不不具具射射线线管管胞胞。组组成成射射线线的的细细胞胞也也有有都都是是横横卧卧的的，一一般般是是横横卧卧和和直直立立，与与方方形形细细胞胞一一起起组组成成的的较较多多。射射线线仅仅为为单单列列的的树树种种少少，多多数数为为多多列列射射线线，有有些含聚合射线。些含聚合射线。胞间道胞间道仅仅松松科科某某些些属属具具有有树树脂脂道道，其其分分布布多多为为星星散散，或或短短切切线线状状(轴轴向向正正常常的的为为两两个个树树脂脂道道隔隔着着木木射射线线并并列列，而而创创伤伤树树脂脂道道呈呈短切线状弦向排列短切线状弦向排列)。具具有有树树脂脂道道。某
25、某些些树树种种具具有有轴轴向向和和横横向向两两种种。有有些些仅仅有有轴轴向向，而而多多数数仅仅有有横横向向。轴轴向向胞胞间间道道的的排排列列有有同同心心圆圆状状、短切线状或星散状等。短切线状或星散状等。矿物质矿物质仅仅少少数数树树种种细细胞胞含含有有草草酸酸钙钙结结晶晶，不不含含二氧化硅。二氧化硅。在在不不少少树树种种细细胞胞中中含含有有草草酸酸钙钙结结晶晶，结结晶晶形形状状多多样样。有有些些热热带带树树种种细细胞胞中中含有二氧化硅。含有二氧化硅。4.3 组织、构造变异l l4.3.1 树种间变异树种间变异 细胞的大小细胞的大小 管胞长度根据树种而异，在管胞长度根据树种而异，在1 1范围内，通
26、常长为范围内，通常长为3 34mm4mm；弦向直径；弦向直径151560m60m；壁厚早材为；壁厚早材为1 1，晚材为，晚材为2 28m8m。导管长度在范围内；弦向直径，在导管长度在范围内；弦向直径，在1515260m260m范围内；壁厚在范围内；壁厚在1 18m8m范围内范围内 。木纤维长度在范围，以木纤维长度在范围，以1 12m2m为最常见；木纤维直径在为最常见；木纤维直径在101060m60m范围内，以范围内，以202030m30m为最常见；壁厚在为最常见；壁厚在1 110m10m范围内，常见为范围内，常见为3 35m5m。l l巴塞木(balsa)木纤维大小：直径4080m，长，壁厚2
27、m l l愈创木(lignum vitae)木纤维大小：直径813m，长，壁厚35m。4.3.2 树干内的变动 l l水平变动(1)管胞长度针叶树材管胞长度在近髓部位为最短(约1mm)，从髓起向外侧移动呈急剧增长，在第1015生长轮时增长变小，超过20生长轮后成为大致稳定(约4mm)。这种管胞长度规律性的水平变动模式常称KSanio法则。(2)管胞的直径、壁厚、纤丝角从针叶树材横断面观察，管胞在径向整齐排列，其断面表状为矩形或六角形。管胞弦向直径无论近髓还是其外侧都大致相同；径向直径从髓向外侧逐渐变大，超过15年左右后大致一定，这种变化在早材管胞上特别显著，而晚材管胞变化较少。(3)木纤维长、导管分子长 构成阔叶树材的细胞约70%以上是木纤维(包括韧形纤维和纤维状管胞)和导管。木纤维主要保持树体有足够的强度，导管起水分输导作用。