谈针叶树材的显微构造

摘要：针叶树材组成分子主要为轴向管胞和木射线，松科六属木材有正常树脂道，杉科和柏科等少数树种木材有少量轴向薄壁组织。其微观构造简单，横切面上管胞分子排列规则整齐。

木材显微构造特征是木材分类与鉴定的主要依据。同一树种木材显微构造下的数量特征变化与栽培环境有很大的关系，因此木材微观构造下的数量特征变化是木材检验工作的重要内容。

关键词：针叶 树材 显微 构造 特点

针叶树材组成分子主要为轴向管胞和木射线，松科六属木材有正常树脂道，杉科和柏科等少数树种木材有少量轴向薄壁组织。其微观构造简单，横切面上管胞分子排列规则整齐。

光学显微镜下所观察到的木材结构特征称为显微结构。木材显微构造特征是木材分类与鉴定的主要依据。

一.针叶树材显微构造的特点

1.组成简单 主要由管胞组成：管胞占木材总体积的89%～98%，木射线占1.5%～7%，轴向薄壁细胞占0～4.8%，泌脂细胞占0～1.5%。

2.排列整齐 主要细胞在木材横切面上作整齐的径向排列。

3.木射线不发达 木射线多为单列，部分树种具射线管胞。

4.轴向薄壁组织量少 仅见于部分树种中。

5.材质均匀 由于分子组成简单，排列整齐，所以材质比较均匀。

二.轴向管胞

轴向管胞是指针叶树材中轴向排列的厚壁细胞，工业上通称木纤维。它包括狭义轴向管胞、树脂管胞和索状管胞三类，后两者为极少数针叶材中具有，前者为一切针叶材都具有，为针叶材最主要的组成分子，占木材总体积90%以上。在针叶树生长过程中，轴向管胞同时起输导水分和机械支撑的作用，针叶树材材性与利用主要取决于轴向管胞直径大小、壁厚和其S2层纤丝角度大小等因子的综合影响。

1. 轴向管胞的形态及变异

（1）轴向管胞的形态、特征 管胞在横切面上沿径向排列寺，相邻两列管胞的位置前后交错，早材呈多角形，常为六角形，晚材呈四边形。早材管胞，端端成印阔形，细胞腔大壁薄；横断面呈四边形或多边形；晚材管胞，两端呈尖削形，细胞腔小壁厚，横断面呈扁平状。细胞壁的厚度，由早材至晚材逐渐增大，在生长期终结之前产生的几排细胞壁最厚、腔最小，故针叶树材的年轮界线均明显。

（2）轴向管胞的变异 管胞长度变幅很大，因树种、树龄、生长环境和树木的部位而异。管胞长度变异也有一定规律，树干由树基向上，管胞长度逐渐增大，至一定树高便达到最大值，然后又减小。

（3）轴向管胞与材性的关系 对于造纸或纤维板用材，管胞长径比愈大，壁腔比愈小，则生产出的纸张柔韧，撕裂强度高，纸张、纤维板质量好。管胞壁的厚薄对于材性影响很大，通常晚材管胞腔小壁厚，因而密度大，强度高，所以晚材率对木材的物理力学性质影响很大。

2.轴向管胞胞壁上的特征

（1）纹孔 管胞壁上的纹孔是相邻两细胞水分和营养物质进行交换的主要通道。轴向管胞之间的纹孔对以及轴向管胞与射线胞壁细胞之间的纹孔对在木材鉴别上有重大意义。对于早材管胞，在径切面上，纹孔大而多，一般分布在管胞两端，通常1列或2列，在弦切面上纹孔小而少，没有识别价值。对于晚材管胞，纹孔小而少，通常1列，纹孔内口呈透镜形，分布均匀，径、弦切面都有。

（2）螺纹加厚 螺纹加厚为黄杉属、银杉属、红豆杉属、白豆杉属、粗榧属等针叶树材管胞次生壁内壁的一种加厚形式，为这些木材轴向管胞的稳定特征。但是在这些针叶树材中，并非所有轴向管胞都具有螺纹加厚。

（3）澳柏型加厚 在针叶树材澳洲柏、辐球果柏、金钱松、榧属和穗花杉管胞壁的径切面上，仅在纹孔口上下边缘各有一条括弧状的加厚条纹，称为澳柏型加厚。

（4）螺纹裂隙 螺纹裂隙非正常材的构造特征，而是应压木的内部解剖特征。螺纹裂隙可作为中幼龄林抚育间伐的依据，对森林抚育采伐有重要的指导作用。

3.树脂管胞

树脂管胞内的树脂多为层状，紧靠细胞外层较厚，中间较薄或中空，纵切面看为“H”形，树脂管胞为南洋杉科管胞的特征。

4.索状管胞

其特征是形体短，长矩形，纵向串联，细胞径壁及两端都有具缘纹孔，腔内不含树脂。常见于树脂道的附近或生长轮的，与轴向薄壁细胞混生者，见于云杉属、黄杉属、落叶松属 及松属的树脂道内。

三.轴向胞壁组织

针叶树材的轴向薄壁组织是由砖形或等径形，比较短的和具有单纹孔的细胞所组成。针叶树材中的轴向薄壁组织含量甚少或无，占木材总体积不足1.5%，仅在罗汉松科、杉科、柏科中是含量较多，为该类木材的重要特征。

1.轴向薄壁细胞的形态特征

胞壁较薄，细胞短，两端水平，壁上纹孔为单纹孔，细胞腔中含有深色树脂，横切面为方形或长方形，在纵切面为许多长方形的细胞连成一串，其两端细胞比较尖削。

2.与材性和利用的关系

由于针叶树材的轴向薄壁组织的含量甚少，细胞腔大而壁薄，所以对木材物理力学性质影响不大。但在细胞腔内常含有树脂和芳香油，如杉木、柏木和圆柏，可供浸提杉木油和柏木油。由于这类细胞含有挥发性油类，故具有特殊的香味而且木材具有较好的耐久性。

四.树脂道

树脂道是针叶树材中具有分泌树脂功能的一种组织，为针叶树材重要的构造之一。约占木材体积的0.1%～0.7%。根据树脂道的发生和发展可分为正常树脂道和创伤树脂道，但并非所有针叶树材都有正常树脂道，仅在松科的松属、云杉属、落叶松属、黄杉属、银杉属和油杉属木材中具有正常树脂道。

1.正常树脂道

（1）树脂道的形成 树脂道是由生活的薄壁组织的幼小细胞相互分离而成。轴向和径向射线泌脂细胞分别由形成层纺锤状原始细胞和射线原始细胞分裂的细胞产生。这两种情况都有子细胞的簇集。

（2）树脂道的组成 树脂道由泌脂细胞、死细胞、伴生薄壁细胞和管胞组成。在细胞间隙的周围，有一层具有分泌树脂能力很强并具有弹性的泌脂细胞组成。它是分泌树脂的源泉。

2.受伤树脂道

在针叶树材中，凡任何破坏树木正常生活作用的现象，都能产生受伤树脂道。针叶树材的受伤树脂道可分为纵向和径向两种。正常纵向树脂道通常单独存在，并多分布于晚材部分。径向受伤树脂道与正常径向树脂道一样只限于木射线内，但形体较大，径向受伤树脂道可能与正常树脂道一同出现于木射线中或出现于无正常树脂道的树种。

五.针叶树材中的内含物

1.结晶体

结晶体是树木生活过程中新陈代谢的副产物，它的化学成分主要为草酸钙（CaC2O4），常见的晶体为单晶体或簇晶体。主要存在于轴向薄壁细胞及射线薄壁细胞中，还有存在于轴向管胞内的。

2.淀粉粒

在某些针叶树材中的轴向薄壁细胞和射线薄壁细胞内含有淀粉粒。在杉科、柏科木材中较为普遍，在松科的银杉属、铁杉属、油杉属，苏铁科的苏铁属也较为普遍。