(精品)微观木材学1.ppt

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1、第四章第四章 木材显微构造木材显微构造本章重点介绍针叶树材与阔叶树的本章重点介绍针叶树材与阔叶树的显微构造，并比较针、阔叶材组织构造显微构造，并比较针、阔叶材组织构造的差异。同时简要讲解木材组织与构造的差异。同时简要讲解木材组织与构造的变异情况。的变异情况。目目 录录 4.1 针叶树材的显微构造针叶树材的显微构造 4.2 阔叶树材的显微构造阔叶树材的显微构造 4.3 组织、构造的变异组织、构造的变异 针叶材（红松）、阔叶材（小叶杨）微观构造横切面紫椴水曲柳4.1 针叶树材的显微构造针叶树材的显微构造 针针叶叶树树材材的的解解剖剖分分子子较较简简单单，排排列列规规则则，主主要要有有轴向管胞、木射

2、线、轴向薄壁组织和树脂道轴向管胞、木射线、轴向薄壁组织和树脂道(图图4-1)4-1)。图图4-1 4-1 针叶树材三切面的扫描电镜图针叶树材三切面的扫描电镜图(自崔永志,2003)1.红松(pinus koraiensis)。2.杉木(Cunninghamia lanceolata)。C.横切面；T.弦切面；R.径切面。箭头所指为生长轮分界处。近面为早材部位，远面为晚材部位4.1.1 轴向管胞轴向管胞广广义义轴轴向向管管胞胞是是针针叶叶树树材材中中沿沿树树干干主主轴轴方方向向排排列列的的狭狭长长状厚壁细胞。状厚壁细胞。广义轴向管广义轴向管胞胞:狭义轴向管胞狭义轴向管胞(简称管胞简称管胞)树脂管

3、胞树脂管胞索状管胞索状管胞极少数针叶树材中才具有极少数针叶树材中才具有一切针叶树材都具有，为针叶一切针叶树材都具有，为针叶树材最主要的组成分子树材最主要的组成分子通常轴向管胞是指狭义轴向管胞。通常轴向管胞是指狭义轴向管胞。轴轴向向管管胞胞针针叶叶树树材材中中轴轴向向排排列列的的厚厚壁壁细细胞胞，两两端端封封闭闭，内内部部中中空空，细细而而长长，胞胞壁壁上上具具有有纹纹孔孔，同同时时起起输输导导水水分分和和机机械械支支撑撑的的作作用用，是是决决定定针针叶叶树树材材材材性性的的主要因素。主要因素。4.1.1.1 管胞的特征及变异管胞的特征及变异 (1)(1)管胞的形态、特征管胞的形态、特征 管管胞

4、胞在在横横切切面面上上沿沿径径向向排排列列，相相邻邻两两列列管管胞胞位位置置前前后后略略交交错错，早早材材呈呈多多角角形形，常常为为六六角角形形，晚晚材材呈呈四边形。四边形。管胞管胞 早早材材管管胞胞，两两端端呈呈钝钝阔阔形形，细细胞胞腔腔大大壁壁薄薄，横横断断面面呈呈四四边边形形或或多多边边形；形；晚晚材材管管胞胞，两两端端呈呈尖尖削削形形，细细胞胞腔腔壁壁厚厚，横断面呈扁平状横断面呈扁平状(图图4-2)4-2)。图图4-2 针叶树材管胞针叶树材管胞A.马尾松早材管胞；马尾松早材管胞；B.早材管胞的一部分；早材管胞的一部分；C.晚材管胞的一部分；晚材管胞的一部分；1.径切面上的纹孔；径切面上

5、的纹孔；2.弦切面上的一部分；弦切面上的一部分；3.通向射线管胞的纹孔；通向射线管胞的纹孔；4.窗格状纹孔窗格状纹孔 管管胞胞平平均均长长度度为为3 35 5mmmm，宽宽度度15158080mm，长宽比为长宽比为757520012001。晚晚材材管管胞胞比比早早材材管管胞长。胞长。早早晚晚材材管管胞胞厚厚度度变变化化有有的的渐渐变变，如如冷冷杉杉；有的急变，如落叶松。有的急变，如落叶松。轴轴向向管管胞胞弦弦向向直直径径决决定定着着木木材材结结构构的的粗粗细细，弦弦向向直直径径小小于于3030mm的的木木材材为为细细结结构构；30304545mm的的为为中中等等结结构构；4545mm以以上的为

6、粗结构。上的为粗结构。（红松）（红松）(2)管胞的变异管胞的变异 管胞长度的变异幅度很管胞长度的变异幅度很大，因大，因树种、树龄、生长环树种、树龄、生长环境和树木的部位而异。境和树木的部位而异。在不同树高部位内的变在不同树高部位内的变异，由树基向上，管胞长度异，由树基向上，管胞长度逐渐增长，至一定树高便达逐渐增长，至一定树高便达最大值，然后又减少。最大值，然后又减少。由于针叶树材成熟期有由于针叶树材成熟期有早有晚，管胞达到最大长度早有晚，管胞达到最大长度的树龄也不同。（的树龄也不同。（樟子松）4.1.1.2 管胞壁上的特征管胞壁上的特征(1)(1)纹孔纹孔 早早材材管管胞胞在在径径切切面面上上

7、，纹纹孔孔大大而而多多，一一般般分分布布在在管管胞胞两端。两端。晚晚材材管管胞胞，纹纹孔孔小小而而少少，径、弦切面都有径、弦切面都有(图图4-2)4-2)。图图4-2 针叶树材管胞针叶树材管胞A.马尾松早材管胞；马尾松早材管胞；B.早材管胞的一部分；早材管胞的一部分；C.晚材管胞的一部分；晚材管胞的一部分；1.径切面上的纹孔；径切面上的纹孔；2.弦切面上的一部分；弦切面上的一部分；3.通向射线管胞的纹孔；通向射线管胞的纹孔；4.窗格状纹孔窗格状纹孔 雪松属的纹孔托曲呈蛤壳状，雪松属的纹孔托曲呈蛤壳状，称雪松型，是雪松属木材的典型称雪松型，是雪松属木材的典型特征。特征。铁杉的纹孔边缘上具有折皱铁

8、杉的纹孔边缘上具有折皱和极细至颇粗的辐射线条，称铁和极细至颇粗的辐射线条，称铁杉型纹孔，为铁杉属木材的特征。杉型纹孔，为铁杉属木材的特征。图图4-3 纹孔纹孔(径切面径切面)A.雪松型纹孔雪松型纹孔(雪松雪松)；B.铁杉型纹孔铁杉型纹孔(铁杉铁杉)(2)螺纹加厚螺纹加厚 螺螺纹纹的的倾倾斜斜度度随随树树种种和和细细胞胞壁壁的的厚厚度度而而变变异异。螺螺纹纹加加厚厚并非所有针叶树材都具有。并非所有针叶树材都具有。早、晚材管胞壁上都具有：紫杉属、榧属、粗榧属。早、晚材管胞壁上都具有：紫杉属、榧属、粗榧属。早材管胞壁具有：黄杉属。早材管胞壁具有：黄杉属。晚材管胞具有：落叶松属、云杉属晚材管胞具有：落

9、叶松属、云杉属 在在应应压压木木中中，有有些些管管胞胞壁壁上上具具有有一一种种贯贯穿穿胞胞壁壁的的螺螺纹纹裂裂隙，称为隙，称为螺纹裂隙螺纹裂隙。螺螺纹纹裂裂隙隙与与螺螺纹纹加加厚厚的的区区别别在在于于螺螺纹纹加加厚厚见见于于正正常常材材，螺螺纹纹裂裂隙隙见见于于应应压压木木；螺螺纹纹加加厚厚与与轴轴线线的的夹夹角角大大于于4545，螺螺纹纹裂裂隙隙与与轴轴线线的的夹夹角角小小于于4545；螺螺纹纹加加厚厚限限于于内内内内壁壁，为为加加厚厚，螺纹裂隙延至复合胞间层。螺纹裂隙延至复合胞间层。4.1.2 4.1.2 木射线木射线木射线木射线（wood ray）体积约占体积约占7%7%。射射线线细细胞

10、胞（ray ray cellcell）构成木射线的每个单独细胞。构成木射线的每个单独细胞。木木射射线线（wood wood rayray）由由多多数数射射线线细细胞胞相相互互连连续续聚聚合合而而成成的组织。的组织。1 1种类：种类：在在弦弦切切面面上上，以以木木射射线线的的宽宽度度和高度分两类：和高度分两类：a.a.单单列列木木射射线线（uniseriateuniseriate wood raywood ray）b.b.纺纺锤锤型型木木射射线线（fusiformfusiform wood wood rayray）（由由于于横横向向树树脂脂道的存在）道的存在）（红松红松）木射线木射线 2 2组组

11、成成：由由射射线线薄薄壁壁细细胞胞（ray ray parenchyma cellparenchyma cell）组成。组成。在在松松科科某某些些属属（松松、云云杉杉、落落叶叶松等）中也有射线管胞。松等）中也有射线管胞。（1 1）射射线线管管胞胞（rayray tracheidtracheid）木木射射线线中中的的横横向向管管胞胞，为为松松科科木木材特征材特征 射射线线管管胞胞内内壁壁有有锯锯齿齿状状加加厚厚（dentate dentate thickeningsthickenings），也也可可能能 有有 螺螺 纹纹 加加 厚厚（spiral spiral thickening sthick

12、ening s）。）。硬松类：有锯齿状加厚硬松类：有锯齿状加厚 软松类：无锯齿状加厚软松类：无锯齿状加厚 锯锯齿齿状状加加厚厚为为鉴鉴别别木木材材的的重重要要特征之一。特征之一。（樟子松）（樟子松）木射线：组成（2 2）射射线线薄薄壁壁细细胞胞横横向向生生长长的的薄薄壁壁组组织织，是是组组成成木木射射线的主体。线的主体。水水平平壁壁与与垂垂直直壁壁：把把垂垂直直于于木木质质部部年年轮轮的的细细胞胞壁壁称称径径面面壁壁弦向的壁称弦面壁。弦向的壁称弦面壁。a.a.在在径径切切面面的的早早材材部部观观察察，壁壁薄薄（水水平平壁壁）。水水平平壁壁上上是是否否具具纹纹孔孔，也也是是识识别别木木材材的的特

13、特征征之之一一，如如：铁铁杉杉（水水平平壁壁具具纹纹孔孔）、罗罗汉汉松松（水水平平壁壁不不具具纹孔）。纹孔）。b.b.垂直壁的节状加厚：如松垂直壁的节状加厚：如松科的软松系也是鉴别木材特征科的软松系也是鉴别木材特征之一。之一。（红松）（红松）木射线：组成（2）射线薄壁细胞 凹凹痕痕（indentureindenture）径径切切面上射线薄壁细胞四周的凹穴。面上射线薄壁细胞四周的凹穴。除除南南洋洋杉杉外外，存存在在于于针针叶叶树树材材的各科木材中。的各科木材中。交交叉叉场场纹纹孔孔类类型型（是是针针叶叶材材最重要的识别特征之一）最重要的识别特征之一）交交叉叉场场（cross cross fiel

14、dfield）径径切切面面上上射射线线薄薄壁壁细细胞胞与与轴轴向向管管胞胞相相交交的的平平面面，又又称称“井井字字区区”，一般指早材部分而言。，一般指早材部分而言。红松的红松的交叉场纹孔交叉场纹孔 交叉场纹孔（交叉场纹孔（cross-field pit）交交叉叉场场纹纹孔孔在在径径切切面面由由射射线线薄薄壁壁细细胞胞和和早早材材轴轴向向管管胞胞相相交交叉区域的纹孔式。叉区域的纹孔式。交叉场纹孔可分五种类型：交叉场纹孔可分五种类型：窗格状、窗格状、松木型、松木型、云杉型、云杉型、杉木型、杉木型、柏木型柏木型。窗格状窗格状 松木型松木型云杉型云杉型杉木型杉木型柏木型柏木型具有宽的纹孔口，系单具有宽

15、的纹孔口，系单纹孔或近似单纹孔，形纹孔或近似单纹孔，形大呈窗格状。通常为大呈窗格状。通常为13个纹孔，横列，是松属个纹孔，横列，是松属木材的特征之一，以樟木材的特征之一，以樟子松、马尾松、华山松子松、马尾松、华山松最为典型。最为典型。较窗格状纹孔小，为单较窗格状纹孔小，为单纹孔或具狭的纹孔缘，纹孔或具狭的纹孔缘，纹也数目一般为纹也数目一般为16个。个。常见于松属，如白皮松、常见于松属，如白皮松、长叶松、湿地松、火炬长叶松、湿地松、火炬松松(美国硬松类几乎全美国硬松类几乎全为松型纹孔为松型纹孔)。纹纹孔孔具具有有狭狭长长的的纹纹孔孔口口，略略向向外外展展开开或或内内含含，形形状状较较小小。是是云

16、云杉杉属属、落落叶叶松松属属、黄黄杉杉属属、粗粗榧榧属属等等木木材材的的典典型型特特征征。在在南南洋洋杉杉科科、罗罗汉汉松松科科、杉杉科科的的杉杉属属及及松松科科的的雪雪松松属属木木材材中中云云杉杉型型纹纹孔孔与与其其它它型型纹纹孔孔同同时时出出现。现。为为椭椭圆圆形形至至圆圆形形的的内内含含纹纹孔孔，其其纹纹孔孔口口略略宽宽于于纹纹孔孔口口与与纹纹孔孔缘缘之之间间任任何何一一边边的的侧侧向向距距离离。与与柏柏木木型型纹纹孔孔的的区区别别是是纹纹孔孔与与纹纹孔孔缘缘的的长长轴轴是是一一致致的的。不不仅仅存存在在杉杉科科，也也见见于于冷冷杉杉属属、崖崖柏柏属属、油油杉杉属属。并并能能与与其其它它

17、纹纹孔孔类类型型同同时时存存在在于于黄黄杉杉属属、罗罗汉汉松松属属、雪雪松松属属、落落叶叶松松属属、落落羽羽杉杉属等木材。属等木材。柏柏木木型型纹纹孔孔口口为为内内含含，纹纹孔孔口口较较云云杉杉型型稍稍宽宽，其其长长轴轴从从垂垂直直至至水水平平，纹纹孔孔数数目目一一般般为为1 14 4个个。柏柏木木型型纹纹孔孔为为柏柏科科的的特特征征，但但在在雪雪松松属属、铁铁杉杉属属及及油油杉杉属属的的木木材材中中也也可可发现。发现。（2）射线薄壁细胞交叉场纹孔类型：交叉场纹孔类型：a.a.窗窗格格状状（window-like pit）单单纹纹孔孔，形形大大，每每个个交交叉叉场场内内有有1-31-3个个，为

18、为松松属属特特征征，红红松松、樟樟子子松松、马马尾尾松松、云云南南松。松。b.b.云云杉杉型型（piceoid pit）：具具窄窄而而稍稍外外延延或或内内涵涵的的纹纹孔孔口口，形形小小、孔孔缘缘狭狭，云云杉杉、落落叶松叶松（2）射线薄壁细胞c.c.柏柏型型（cupressoid pit）：纹纹孔孔口口较较宽宽，但但纹纹孔孔缘缘较较窄窄，其其纹纹孔孔口口的的长长轴轴随随位位置置而而变变。柏柏科科、柏柏木木、杉杉科少数属、紫杉。科少数属、紫杉。d.d.杉杉 型型（taxodioid pit）：纹纹孔孔略略大大，卵卵圆圆至至圆圆形形，纹纹孔孔口口内内涵涵，且且宽宽，孔孔口口长长轴轴与与纹纹孔孔缘缘一

19、一致致。罗罗汉汉松松、冷冷杉杉、水水杉杉、雪松。雪松。（2）射线薄壁细胞交叉场纹孔类型：交叉场纹孔类型：e e、f.f.松型松型（pinoid pit）：纹孔比窗格状的纹孔比窗格状的小，单纹孔或具狭小，单纹孔或具狭缘，无一定形状纹缘，无一定形状纹孔口的两端较尖，孔口的两端较尖，纹孔的大小不一，纹孔的大小不一，以区别于杉型，以区别于杉型，白白皮松皮松、长叶松、长叶松。（2）射线薄壁细胞射线细胞（射线细胞（ray cellray cell）的形状和大小：的形状和大小：形状：弦切面上呈圆形，卵圆形、椭圆形，变化很大形状：弦切面上呈圆形，卵圆形、椭圆形，变化很大长长度度：早早材材的的射射线线管管胞胞比

20、比晚晚材材部部分分的的长长，测测量量时时应应以以早早材部分取其中部较高的木射线细胞长度为准。材部分取其中部较高的木射线细胞长度为准。木射线的高度和体积：木射线的高度和体积：射射线线高高度度以以弦弦切切面面上上的的细细胞胞个个数数或或以以整整个个高高度度用用微微米米（umum）计算计算高高度度：针针叶叶树树材材平平均均10-1510-15细细胞胞高高（每每个个细细胞胞15-15-3030mm），），柏科的木射线高度比松、杉科低。柏科的木射线高度比松、杉科低。体体积积：很很小小，百百分分比比7.08%7.08%（3.7-11.7%3.7-11.7%），射射线线率率高高，树种进化程度高。树种进化程度

21、高。从这点上说，阔叶树材比针叶树进化。阔叶材射线发达。从这点上说，阔叶树材比针叶树进化。阔叶材射线发达。射线细胞的形状和大小：射线细胞的形状和大小：4.1.3 轴向薄壁组织轴向薄壁组织 4.1.3.1 4.1.3.1 轴向薄壁组织的形态特征轴向薄壁组织的形态特征 组组成成细细胞胞的的胞胞壁壁较较薄薄，细细胞胞短短，两两端端水水平平，壁壁上上为为单单纹纹孔孔，细细胞胞腔腔内内常常含含有有深深色色树树脂脂。横横切切面面为为方方形形或或长长方方形形，常常借借内内含含树树脂脂与与轴轴向向管管胞胞相相区区别别。纵纵切切面面为为数数个个长长方方形形细细胞胞 纵纵 向向 相相 连连 成成 一一 串串，其其

22、两两 端端 两两 个个 细细 胞胞 端端 部部 尖尖 削削。4.1.3.2 4.1.3.2 轴向薄壁组织分类轴向薄壁组织分类 根根据据轴轴向向薄薄壁壁细细胞胞在在针针叶叶树树材材横横断断面面的的分分布布状状态态，可可分为三种类型。分为三种类型。(1)星散型星散型 指轴向薄壁细胞呈不规则状指轴向薄壁细胞呈不规则状态散布在生长轮中，如杉态散布在生长轮中，如杉木。木。(2)切线型切线型 指轴向薄壁细胞呈指轴向薄壁细胞呈2数个数个弦向分布，呈断续切线状，弦向分布，呈断续切线状，如柏木。如柏木。(3)(3)轮界型轮界型 指轴向薄壁细胞分布在生长指轴向薄壁细胞分布在生长轮末缘，如铁杉。轮末缘，如铁杉。轮界

23、型（轮界型（terminalterminal）（）（大叶大叶桃花心木）桃花心木）节状加厚：薄壁细胞端壁上节状加厚：薄壁细胞端壁上单纹孔对的一种加厚形式。单纹孔对的一种加厚形式。（水青树水青树）节状加厚：薄壁细胞端壁上单纹孔对的一种加厚形式。（水青树）4.1.4 树脂道树脂道树脂道树脂道由薄壁的分泌细胞环绕而成的孔道，是具有由薄壁的分泌细胞环绕而成的孔道，是具有分泌树脂功能的一种组织，为针叶树材构造特征之一。分泌树脂功能的一种组织，为针叶树材构造特征之一。根据树脂道发生和发展可分为根据树脂道发生和发展可分为正常树脂道正常树脂道和和创伤树脂道创伤树脂道。4.1.4.1 4.1.4.1 正常树脂道正

24、常树脂道 (1)(1)树脂道的形成树脂道的形成 树脂道是生活的薄壁组树脂道是生活的薄壁组织的幼小细胞相互分离而成织的幼小细胞相互分离而成的。的。围绕树脂道成一完整的围绕树脂道成一完整的1 1数层壁薄，泌脂细胞层，数层壁薄，泌脂细胞层，称泌脂细胞层。松属的泌脂称泌脂细胞层。松属的泌脂细胞壁上无纹孔，未木质化，细胞壁上无纹孔，未木质化，因而分泌树脂能力极强，是因而分泌树脂能力极强，是松属树种作为采脂树种的主松属树种作为采脂树种的主要原因。要原因。(2)(2)树脂道的组成树脂道的组成 树脂道由泌脂细胞、死细胞、伴生薄壁细胞和管树脂道由泌脂细胞、死细胞、伴生薄壁细胞和管胞所组成。胞所组成。(3)(3)

25、树脂道的大小树脂道的大小 在在具具正正常常轴轴向向树树脂脂道道的的六六属属中中，松松属属树树脂脂道道最最多多也也最最大大，其其直直径径为为6060300300mm，落落叶叶松松次次之之为为40408080mm，云云杉杉为为40407070mm，银银杉杉和和黄黄杉杉为为40404545mm，油杉为最小。油杉为最小。树树脂脂道道长长度度平平均均为为5050cmcm，最最长长可可达达1 1m m，它它随随树树干的高度而减小。干的高度而减小。(4)(4)横向树脂道横向树脂道 上上述述具具正正常常轴轴向向树树脂脂道道的的六六属属中中，除除油油杉杉属属之之外外，都都具具有有横横向向树树脂脂道道。横横向向树

26、树脂脂道道存存在在于于纺纺锤锤形形木木射射线线之之中中。它它与与轴轴向向树树脂脂道道相相互互沟沟通通，形形成成完完整整树树脂脂道道体体系系。横横向向树树脂脂道道直直径径较较小小，在在木木材材弦弦切切面面上，用扩大镜仔细观察有时也能发现。上，用扩大镜仔细观察有时也能发现。4.1.4.2 受伤树脂道受伤树脂道 在在针针叶叶树树材材中中，凡凡任任何何破破坏坏树树木木正正常常生生活活的的现现象象，都都可可能能产生受伤树脂道。产生受伤树脂道。针针叶叶树树材材的的受受伤伤树树脂脂道道可可分分为为轴轴向向和和横横向向二二种种，但但除除雪雪松松外很少有两种同时存在于一块木材中。外很少有两种同时存在于一块木材中

27、。轴轴向向受受伤伤树树脂脂道道在在横横切切面面上上呈呈弦弦列列分分布布于于旱旱材材部部位位，通通常常在在生生长长轮轮开开始始处处较较常常见见（臭臭冷冷杉杉）。而而正正常常轴轴向向树树脂脂道道为为单独存在，多分布早材后期和晚材部位。单独存在，多分布早材后期和晚材部位。横横向向受受伤伤树树脂脂道道与与正正常常横横向向树树脂脂道道一一样样，仅仅限限于于纺纺锤锤形形木木射射线线中中，但但形形体体更更大。大。4.2 阔叶树材的显微构造阔叶树材的显微构造 阔叶树材除水青树、昆栏树等极少数树种外，都具有导管，阔叶树材除水青树、昆栏树等极少数树种外，都具有导管，故此称有孔材。阔叶树材的组成分子有导管、木纤维、

28、轴向故此称有孔材。阔叶树材的组成分子有导管、木纤维、轴向薄壁组织、木射线和阔叶树材管胞等薄壁组织、木射线和阔叶树材管胞等(图图4-10)4-10)。与针叶树材相比，阔叶树材构造特点是结构复杂，排列不规与针叶树材相比，阔叶树材构造特点是结构复杂，排列不规整，材质不均匀。其中导管约占整，材质不均匀。其中导管约占20%20%，木纤维占，木纤维占50%50%，木射线，木射线占占17%17%，轴向薄壁组织占，轴向薄壁组织占2%2%50%50%。各类细胞的形状、大小和。各类细胞的形状、大小和壁厚相差悬殊。壁厚相差悬殊。图图4-10阔叶树材三切面的扫描电镜图阔叶树材三切面的扫描电镜图(佐伯浩佐伯浩)1.欧洲

29、水青冈欧洲水青冈(Fagus sylvatica)；2.榆木榆木(Ulmus laciniata)；箭头处表示生长轮界箭头处表示生长轮界4.2.1 导管导管导导管管由由一一连连串串的的轴轴向向细细胞胞形形成成无无一一定定长长度度的的管管状状组组织，构成导管的单个细胞称为导管分子。织，构成导管的单个细胞称为导管分子。导导管管是是由由管管胞胞演演化化而而成成的的一一种种进进化化组组织织，专专司司输输导导作作用用。导管分子是构成导管的一个细胞。导管分子是构成导管的一个细胞。导导管管分分子子发发育育的的初初期期具具初初生生壁壁和和原原生生质质，不不具具穿穿孔孔，以以后后随随面面积积逐逐渐渐增增大大，但

30、但长长度度几几乎乎无无变变化化，待待其其体体积积发发育育到到最最大大时时，次次生生壁壁与与纹纹孔孔均均已已产产生生，同同时时两两端端有有开开口口形成，即穿孔。形成，即穿孔。4.2.1.1 导管分子的形状和大小导管分子的形状和大小（1 1）导管分子的形状导管分子的形状 常常见见有有鼓鼓形形、纺纺锤锤形形、圆圆柱柱形形和和矩矩形形等等，一一般般早早材材部部分分多为鼓形，而晚材部分多为圆柱形和矩形。多为鼓形，而晚材部分多为圆柱形和矩形。若若树树木木仅仅具具有有较较小小的的导导管管分分子子，则则在在早早晚晚材材中中都都呈呈圆圆柱柱形形和和矩矩形形；若若导导管管分分子子在在木木材材中中单单生生，它它的的

31、形形状状一一般般呈呈圆柱形或椭圆形。圆柱形或椭圆形。图图4-11 4-11 导管分子的形态导管分子的形态A.A.鼓形；鼓形；B.B.圆柱形；圆柱形；C.C.纺锤形；纺锤形；D.D.矩形矩形a.a.穿孔；穿孔；b.b.穿孔隔；穿孔隔；c.c.穿孔板穿孔板ACBD(2)(2)导管分子的大小和长度导管分子的大小和长度 大小大小:以测量弦向直径为准。以测量弦向直径为准。小者可小于小者可小于2525mm，大者可大于大者可大于400400mm。通通常常可可以以用用100100200200mm定定为为中中等等，小小于于 100100mm者为小，大于者为小，大于200200mm者为大。者为大。长度长度：短短者

32、者可可小小于于175175mm，长长者者可可大大于于19001900mm。以以350350800800mm定定为为中中等等，小小于于350350mm为为短短，大大于于800800mm为为长。长。一一般般环环孔孔材材早早材材导导管管分分子子较较晚晚材材短短，散散孔孔材材则则长长度度差差别别不不明明显显。树树木木生生长长缓缓慢慢者者比比生生长长快快者者导导管管分分子子短。较进化树种导管分子长度较短。短。较进化树种导管分子长度较短。4.2.1.2 管孔的分布与组合管孔的分布与组合 (1)(1)管孔的分布管孔的分布 导导管管分分子子的的横横切切面面称称为为管管孔孔。根根据据管管孔孔的的分分布布状状态态

33、，可可将将木木材材分分成环孔材、散孔材、半散孔材等不同类型，可参见本书的第成环孔材、散孔材、半散孔材等不同类型，可参见本书的第2 2章。章。单管孔：单管孔：管管孔孔单单独独存存在在于于木木材材中中，管管孔孔周周围围全全由由其其它它组组织织包包围围，它它不不与与其其它它管管孔孔相相连连。如栎木等。如栎木等。复管孔：复管孔：指由指由2数个管孔相连成径数个管孔相连成径向或弦向排列，除两端的管向或弦向排列，除两端的管孔仍为圆形外，中间部分的孔仍为圆形外，中间部分的管孔则为扁平状的一组管孔。管孔则为扁平状的一组管孔。如桦木、槭木等。如桦木、槭木等。管孔链：管孔链：指指一一串串相相互互连连接接，但但各各自

34、自仍仍保保持持原原来来形形状状的的单单管管孔孔，呈呈径径向向排排列列，如如冬冬青青等等。(柿柿树树)管管孔孔团团：指指许许多多呈呈圆圆形形或或不不规规则则形形状状的的管管孔孔聚聚集集在在一一起起呈呈集集团团状状。如如桑桑树树、榆榆树树等等。(2)(2)管孔的组合管孔的组合 可分以下四种。可分以下四种。4.2.1.3 导管分子的穿孔导管分子的穿孔 穿孔穿孔两个导管分子纵向相连时，其端壁相通的孔隙称为穿孔。两个导管分子纵向相连时，其端壁相通的孔隙称为穿孔。穿孔板穿孔板在二个导管分子端壁间相互连接的细胞壁称为穿在二个导管分子端壁间相互连接的细胞壁称为穿 孔板。孔板。穿孔板的形状随其倾斜度而不同。如穿

35、孔板与导管分子的长穿孔板的形状随其倾斜度而不同。如穿孔板与导管分子的长轴垂直，则为圆形，随倾斜度增加，呈卵圆形、椭圆形及扁平形轴垂直，则为圆形，随倾斜度增加，呈卵圆形、椭圆形及扁平形等多种形态。等多种形态。穿孔起源于导管分子的发育过程中，纹孔膜的消失而形成各穿孔起源于导管分子的发育过程中，纹孔膜的消失而形成各种类型。种类型。根据纹孔膜消失的情况，穿孔可分两大类型根据纹孔膜消失的情况，穿孔可分两大类型(图图4-13)4-13)（1 1）单穿孔单穿孔 穿穿孔孔板板上上具具有有一一个个圆圆或或略略圆圆的的开开口口。导导管管分分子子在在原原始始时时期期为为一一个个大大的的纹纹孔孔，当当导导管管发发育育

36、成成熟熟后后，导导管管分分子子两两端端的的穿穿孔孔板板全全部部消消失失而而形形成成的的穿穿孔孔称称为为单单穿穿孔孔，绝绝大大多多数数的的树树种种其其导导管管分分子子为为单单穿穿孔孔。单单穿穿孔孔代代表表进进化化的的树树种。种。图图4-13 4-13 导管分子的穿孔导管分子的穿孔A.单穿孔；单穿孔；B.梯状穿孔；梯状穿孔；C.木纤维；木纤维；a.穿穿孔隔；孔隔；b.穿孔板穿孔板bACBa (2)复穿孔复穿孔 导管分子两端的纹孔在原始时期，为许多平行排列的长纹孔导管分子两端的纹孔在原始时期，为许多平行排列的长纹孔对圆孔，当导管分子发育成熟后，纹孔膜消失，在穿也板上留下很对圆孔，当导管分子发育成熟后

37、，纹孔膜消失，在穿也板上留下很多开口称复穿孔。多开口称复穿孔。复穿孔可分三种类型：复穿孔可分三种类型：梯梯状状穿穿孔孔：穿穿孔孔板板上上具具有有平平行行排排列列扁扁而而长的复穿孔。如枫香、光皮桦。长的复穿孔。如枫香、光皮桦。网网状状穿穿孔孔：穿穿孔孔板板上上有有许许多多比比穿穿孔孔细细的的壁壁分分隔隔，呈呈许许多多密密集集的的穿穿孔孔，或或壁壁的的部部分分常常具具不不规规则则分分岐岐，形形成成网网状状外外观观的的穿穿孔。如虎皮楠、双参、杨梅等。孔。如虎皮楠、双参、杨梅等。筛筛状状穿穿孔孔：穿穿孔孔板板上上具具有有像像筛筛状状的的圆圆形形或或椭椭圆圆形形许许多多小小穿穿孔孔的的复复穿穿孔孔。如如

38、麻麻黄黄等，故又称麻黄状穿孔。等，故又称麻黄状穿孔。图图4-13 4-13 导管分子的穿孔导管分子的穿孔A.单穿孔；单穿孔；B.梯状穿孔；梯状穿孔；C.木纤维；木纤维；a.穿孔隔；穿孔隔；b.穿孔板穿孔板bACBa4.2.1.4 导管壁上纹孔的排列导管壁上纹孔的排列 导管与木纤维、管胞、轴向薄壁组织导管与木纤维、管胞、轴向薄壁组织间的纹孔，一般无固定排列形式。而导管间的纹孔，一般无固定排列形式。而导管与射线薄壁细胞，导管与导管间的纹孔，与射线薄壁细胞，导管与导管间的纹孔，常有一定的排列形式，是重要的识别特征。常有一定的排列形式，是重要的识别特征。导管间纹孔其排列形式有三种。导管间纹孔其排列形式

39、有三种。(1)(1)梯梯状状纹纹孔孔 为为长长形形纹纹孔孔，它它与与导导管管长长轴轴成成垂垂直直方方向向排排列列，纹纹孔孔的的长长度度常常和和导导管管的的直直径径几几乎相等。如木兰等。乎相等。如木兰等。(2)(2)对对列列纹纹孔孔 为为方方形形或或长长方方形形纹纹孔孔，成成上上下下左左右右均均对对称称的的排排列列，呈呈长长或或短短水水平平状状对对列列。如鹅掌楸。如鹅掌楸。图图4-14 4-14 导管相互间纹孔导管相互间纹孔A.A.梯状纹孔；梯状纹孔；B.B.对列纹孔对列纹孔 (3)(3)互列纹孔互列纹孔 为圆形或多边形的纹孔，作为圆形或多边形的纹孔，作上下左右交错排列。若纹孔排列上下左右交错排

40、列。若纹孔排列非常密集，则纹孔呈六边形，类非常密集，则纹孔呈六边形，类似蜂窝状；若纹孔排列较稀疏，似蜂窝状；若纹孔排列较稀疏，则近似圆形。阔叶树材绝大多数则近似圆形。阔叶树材绝大多数树种均为互列纹孔。如杨树、香树种均为互列纹孔。如杨树、香樟等。樟等。互列互列纹孔纹孔4.2.1.5 导管壁上螺纹加厚导管壁上螺纹加厚 螺纹加厚为导管分子次生壁上的特征。螺纹加厚为导管分子次生壁上的特征。紫椴的导管紫椴的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。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。有的树种螺纹加厚遍及

41、全部导管，如冬青、槭树等。有的有的树种螺纹加厚遍及全部导管，如冬青、槭树等。有的树种螺纹加厚仅限导管的梢端，如枫香。树种螺纹加厚仅限导管的梢端，如枫香。导管分子内壁上的螺纹加厚为阔叶树材鉴定的重要的特生导管分子内壁上的螺纹加厚为阔叶树材鉴定的重要的特生之一。例如槭树与桦木的区别，前者具螺纹加厚，后者则之一。例如槭树与桦木的区别，前者具螺纹加厚，后者则不具。不具。榆属、朴属及黄菠萝等树种，晚材小导管常具螺纹加厚。榆属、朴属及黄菠萝等树种，晚材小导管常具螺纹加厚。热带木材常缺乏螺纹加厚。热带木材常缺乏螺纹加厚。螺纹加厚一般常存在于单穿也的木材导管中，或具有单穿螺纹加厚一般常存在于单穿也的木材导管中

42、，或具有单穿孔和梯状穿孔同时存在的树种中。如木兰属。孔和梯状穿孔同时存在的树种中。如木兰属。4.2.1.5 导管壁上螺纹加厚导管壁上螺纹加厚4.2.1.6 4.2.1.6 导管的内含物导管的内含物 导导管管的的内内含含物物主主要要有有侵侵填填体体与与树树胶胶两两类类，以以侵侵填填体体为为常常见见。侵侵填填体体只只能能产产生生于于导导管管与与薄薄壁壁组组织织相相邻邻之之处处，它它是是在在薄薄壁壁组组织织具具有有生生活活力力时时，由由导导管管周周围围的的薄薄壁壁细细胞胞或或射射线线薄薄壁壁细细胞胞，经经过过纹纹孔孔口口而而挤挤入入导导管管内内，并并在在导导管管内内生生长长、发发育育，以以至部分或全

43、部填塞导管腔而形成。至部分或全部填塞导管腔而形成。刺槐管孔中的侵填体刺槐管孔中的侵填体侵填体常见于心材，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。侵侵填填体体极极多多的的树树种种，不不论论心心边边材材，几几乎乎所所有有导导管管内内都都被被充充满，如刺槐。满，如刺槐。北北美美橡橡木木(Quercus Quercus sppspp.).)商商品品材材分分红红橡橡和和白白橡橡两两类类，除除材材色色差差别别外外，具具否否侵侵填填体体是是主主要要区区别别，红红橡橡类类不不具具侵侵填填体体，白橡类具侵填体，用途、价格均不相同。白橡类具侵填体，用途、价格均不相同。由由

44、于于侵侵填填体体堵堵塞塞了了导导管管，所所以以木木材材透透水水性性小小，适适用用于于桶桶材材和船舶用材。和船舶用材。侵侵填填体体多多的的树树种种会会造造成成木木材材防防腐腐和和改改性性处处理理困困难难。一一般般具具侵填体的木材天然耐久性高。侵填体的木材天然耐久性高。在阔叶树材导管中除侵填体外，有时也含树胶，如黄菠萝。在阔叶树材导管中除侵填体外，有时也含树胶，如黄菠萝。树树胶胶在在导导管管中中呈呈不不规规则则的的块块状状，填填充充在在导导管管细细胞胞腔腔中中或或成成隔隔膜状填充在穿孔部分，而将导管封闭。膜状填充在穿孔部分，而将导管封闭。树树胶胶的的颜颜色色通通常常为为红红色色和和褐褐色色，也也有

45、有特特殊殊颜颜色色的的，如如芸芸香香科科(RutaceaeRutaceae)木木材材所所含含树树胶胶为为黄黄色色，乌乌木木所所含含树树胶胶为为黑黑色色，苦苦楝、香椿等木材导管内则含红色至黑褐色的树胶。楝、香椿等木材导管内则含红色至黑褐色的树胶。4.2.2木纤维木纤维 约占木材体积的约占木材体积的50%50%。木纤维是。木纤维是两端尖削，呈长纺锤形，腔小壁厚两端尖削，呈长纺锤形，腔小壁厚的细胞。的细胞。木纤维壁上的纹孔具有缘纹孔木纤维壁上的纹孔具有缘纹孔和单纹孔两类，是阔叶树材的主要和单纹孔两类，是阔叶树材的主要组成分子之一。组成分子之一。根据壁上纹孔类型，有具缘纹根据壁上纹孔类型，有具缘纹孔的

46、木纤维称纤维状管胞；有单纹孔的木纤维称纤维状管胞；有单纹孔的木纤维称韧型纤维。孔的木纤维称韧型纤维。这两类木纤维可分别存在，也这两类木纤维可分别存在，也可同时存在于同一树种中。它们的可同时存在于同一树种中。它们的功能主要是支持树体，承受力学强功能主要是支持树体，承受力学强度的作用。度的作用。木木材材中中所所含含纤纤维维的的类类别别、数数量量和和分分布布与与木木材材的的强度、密度等物理力学性质有密切关系。强度、密度等物理力学性质有密切关系。有有些些树树种种还还可可能能存存在在一一些些特特殊殊木木纤纤维维，如如分分隔隔木纤维和胶质木纤维。木纤维和胶质木纤维。木木纤纤维维一一般般明明显显地地比比形形

47、成成层层纺纺锤锤形形原原始始细细胞胞长长。长长度度为为500500200200mm，直直径径为为10105050mm，壁壁厚厚为为1 11111mm，热带材一般直径大。热带材一般直径大。4.2.2.1 纤维状管胞纤维状管胞 纤纤维维状状管管胞胞是是标标准准的的木木纤纤维维细细胞胞，腔腔小小壁壁厚厚，两两端端尖尖削削，而而壁壁上上具具有有透透镜镜形形或或裂裂隙隙状状纹纹孔孔口口的的具具缘缘纹纹孔孔。其其次次生生壁壁的的内内层层平平滑或有螺纹加厚。滑或有螺纹加厚。纤纤维维管管胞胞在在有有些些树树种种中中完完全全无无，一一些些树树种种中中数数量量很很少少，但但如如茶茶 科科(TheaceaeThea

48、ceae)和和 金金 缕缕 梅梅 科科(HamamelidaceaeHamamelidaceae)等等属属树树种种中中极极显著，为组成木材的主要成分。显著，为组成木材的主要成分。纤维管胞纤维管胞 具具有有螺螺纹纹加加厚厚的的纤纤维维状状管管胞胞仅仅为为少少数数树树种种所所特特有有，如如黄黄菠菠萝萝、女女贞贞、冬冬青青等等。冬冬青青属属木木材材纤纤维维状状管管胞胞，其其壁壁较较薄薄，具具缘缘纹纹孔孔和和螺螺纹纹加加厚厚都都清清晰晰可可见。见。一一般般具具有有螺螺纹纹加加厚厚的的纤纤维维状状管管胞胞，往往往往叠叠生生状状排排列列，其其最最显显著著者者，以以榆榆科科及及豆豆科科所所属属树种最为常见。

49、树种最为常见。纤维管胞纤维管胞4.2.2.2 韧型纤维韧型纤维 韧韧型型纤纤维维为为细细长长纺纺锤锤形形，末末端端略略尖尖削削，偶偶呈呈锯锯齿齿状状或或分分岐岐状状。其其细细胞胞壁壁较较厚厚，胞胞腔腔较较窄窄，外外形形与纤维管胞略相似。与纤维管胞略相似。韧韧型型纤纤维维具具单单纹纹孔孔，而而纤纤维维状管胞为具缘纹孔。状管胞为具缘纹孔。韧韧型型纤纤维维单单独独存存在在或或与与纤纤维维状管胞混合存在。状管胞混合存在。韧韧型型纤纤维维末末端端与与射射线线细细胞胞相相接接触触处处，末末端端常常呈呈锯锯齿齿状状或或分分岐岐状。状。通通常常在在韧韧型型纤纤维维壁壁上上的的纹纹孔孔分分布布是是比比较较均均匀

50、匀的的，而而径径面面壁壁上上纹纹孔孔较较多多，其其内内壁壁平平滑滑而而不不具具螺螺纹加厚纹加厚。韧型纤维韧型纤维 4.2.2.3 分隔木纤维分隔木纤维 分隔木纤维是一种具有比侧壁更分隔木纤维是一种具有比侧壁更薄的水平隔膜组织的木纤维，常出现薄的水平隔膜组织的木纤维，常出现于具有较大单纹孔的韧型纤维中。于具有较大单纹孔的韧型纤维中。一般见于热带木材，是热带材的一般见于热带木材，是热带材的典型特征，特别是楝科桃花心木等木典型特征，特别是楝科桃花心木等木材。材。分隔的隔膜是木质部子细胞形成分隔的隔膜是木质部子细胞形成次生壁后，再进行分裂而产生的。在次生壁后，再进行分裂而产生的。在楝科、橄榄科、豆科、