微观构造-针叶材

1、第二章第二章 木材宏观构造木材宏观构造 与微观构造与微观构造内容提要:本节简要介绍针叶树材显微构造总的特点;重点介绍构成针叶树材的轴向管胞、薄壁组织、木射线及树脂道等分子或组织的显微结构及特征,为识别及利用针叶材打好基础2.3 针叶树材微观构造针叶树材微观构造2.3.1 2.3.1 针叶树材显微构造总的特点针叶树材显微构造总的特点1.1.组成简单组成简单: :主要由管胞组成主要由管胞组成; ;管胞管胞占木材总体积占木材总体积898998%,98%,木射线木射线1.51.57%,7%,轴向薄壁细胞轴向薄壁细胞0 04.8%,4.8%,泌脂细胞泌脂细胞0 01.5%1.5%。2.2.排列整齐排列整

2、齐: :主要细胞在木材横切面主要细胞在木材横切面上作整齐的径向排列。上作整齐的径向排列。3.3.木射线多为单列木射线多为单列, ,部分树种具射线部分树种具射线管胞。管胞。4.4.轴向薄壁组织量少轴向薄壁组织量少, ,仅见于部分树仅见于部分树种中。种中。5.5.材质均匀材质均匀: :由于分子组成简单由于分子组成简单, ,排排列整齐列整齐, ,所以材质比较均匀。所以材质比较均匀。 图图2 2 油杉木材横切面和弦切面显微油杉木材横切面和弦切面显微构造构造2.3.2 2.3.2 针叶树材基本组织针叶树材基本组织 的显微构造与特征的显微构造与特征针叶树材的基本组织针叶树材的基本组织( (或分子或分子)

3、)包括包括: :轴向轴向管胞管胞, ,轴向薄壁组织轴向薄壁组织, ,树脂道树脂道, ,木射线。木射线。2.3.2.1 2.3.2.1 轴向管胞轴向管胞1.1.管胞的排列与形状管胞的排列与形状 （1) 1) 定义定义: :是胞壁上有具缘是胞壁上有具缘纹孔的纤维状锐端木细胞。纹孔的纤维状锐端木细胞。 （2)2)形状：形状： 在木材横切面上在木材横切面上, ,管胞作管胞作整齐的径向排列。早材管胞整齐的径向排列。早材管胞前后略交错前后略交错, ,呈六角形或方呈六角形或方形形; ;晚材管胞稍对齐而呈长晚材管胞稍对齐而呈长方形。方形。 单根管胞则为狭长的纤单根管胞则为狭长的纤维状。维状。 图图2 2 马尾

4、松管胞形态马尾松管胞形态2.2.管胞的尺寸管胞的尺寸 (1)(1)长度长度: :一般长一般长3 35mm,5mm,最长最长11mm(11mm(南洋杉南洋杉),),最短最短0.8mm(0.8mm(台桧台桧) )。 (2)(2)直径直径( (弦向弦向):30):3060um,60um,最大最大80um80um。 (3)(3)长径比长径比:75:75200:1200:1 (4) (4)双壁厚双壁厚( (径向径向):2):27um,7um,最厚最厚10um10um。 (5)(5)壁腔比径向双壁厚壁腔比径向双壁厚/ /径向胞腔宽径向胞腔宽 (6)(6)管胞壁厚薄的划分管胞壁厚薄的划分 很薄很薄 薄薄 厚

5、厚 很厚很厚 0.5 0.50.5 0.51.0 1.11.0 1.11.5 1.5 1.51.53.3.管胞壁纹孔特点管胞壁纹孔特点 (1)(1)纹孔种类纹孔种类 管胞间纹孔管胞间纹孔: :为大的具缘纹孔或为大的具缘纹孔或澳洲柏型具缘纹孔。澳洲柏型具缘纹孔。 管胞与射线管胞间管胞与射线管胞间: :为小的具缘为小的具缘纹孔。纹孔。 管胞与射线薄壁细胞间管胞与射线薄壁细胞间: :为大的为大的单纹孔或半具缘纹孔。单纹孔或半具缘纹孔。 (2)(2)纹孔分布纹孔分布 弦面壁弦面壁: :没有或仅生长轮末端几层没有或仅生长轮末端几层管胞有。管胞有。 径面壁径面壁: :早材管胞纹孔多而大早材管胞纹孔多而大,

6、 ,两端两端2 24 4列列; ;晚材管胞纹孔少而小晚材管胞纹孔少而小, ,通常通常1 1列。列。 图图2 2 黄枝油杉管胞壁纹孔黄枝油杉管胞壁纹孔1 12 2列列4.4.管胞壁的其他特征管胞壁的其他特征 (1)(1)螺纹加厚螺纹加厚 图图2 2 银杉管胞壁银杉管胞壁螺纹加厚螺纹加厚 (2)(2)螺纹裂隙螺纹裂隙 图图2 2 湿地松管胞湿地松管胞壁螺纹裂隙壁螺纹裂隙(3)(3)径列条径列条 图图2 2 水杉管胞中的水杉管胞中的径列条径列条 (4)(4)眉条眉条: : 管胞壁纹孔腔上下缘成对管胞壁纹孔腔上下缘成对出现的弧形线出现的弧形线, ,形似睫毛形似睫毛, ,故此得名。由胞间质聚集故此得名。

7、由胞间质聚集而夹有果胶质的纤维素组而夹有果胶质的纤维素组成成, ,位于初生纹孔场边缘的位于初生纹孔场边缘的初生壁与次生壁之间。作初生壁与次生壁之间。作用是加强纹孔周围的细胞用是加强纹孔周围的细胞壁。壁。 图图2 2 金钱松管胞壁上的眉金钱松管胞壁上的眉条条2.3.2.2 2.3.2.2 轴向薄壁组织轴向薄壁组织1.1.定义定义: : 指木质部中呈砖形或指木质部中呈砖形或长方体形并以顺纹延伸长方体形并以顺纹延伸的串状薄壁细胞的总称。的串状薄壁细胞的总称。2.2.细胞形状细胞形状: : 轴向薄壁细胞在木材横切面轴向薄壁细胞在木材横切面上呈方形或长方形上呈方形或长方形; ;在纵切在纵切面上成串排列面

8、上成串排列, ,中间细胞为中间细胞为长方形长方形, ,两端细胞为圆锥形两端细胞为圆锥形或卵状披针形。或卵状披针形。 图图2 2 竹柏横切面及径切面上的竹柏横切面及径切面上的轴向薄壁细胞轴向薄壁细胞3.3.轴向薄壁组织类型轴向薄壁组织类型 针叶树材的轴向薄壁组织针叶树材的轴向薄壁组织很不发达很不发达, ,其分布类型也很其分布类型也很简单简单, ,主要类型有主要类型有: : (1) (1)星散状星散状: :薄壁细胞单个薄壁细胞单个散布于轴向管胞之中。散布于轴向管胞之中。 图图2 2 翠柏的轴向薄壁翠柏的轴向薄壁组织组织 (2)(2)星散聚合状星散聚合状: : 薄壁细胞呈断续薄壁细胞呈断续的弦线状或

9、断续的的弦线状或断续的带状。带状。 图图2 2 日本花柏的轴向日本花柏的轴向薄壁组织薄壁组织 (3)(3)星散轮界状星散轮界状: : 薄壁细胞沿年轮分薄壁细胞沿年轮分界处星散分布。界处星散分布。 图图2 2 藏南铁杉的轴向薄藏南铁杉的轴向薄壁组织壁组织4.4.胞壁特征胞壁特征 (1)(1)垂直壁垂直壁: :一般平一般平滑或具单纹孔滑或具单纹孔 (2)(2)端壁端壁: :平滑或具平滑或具节状加厚节状加厚 图图2 2 白皮松轴向薄壁白皮松轴向薄壁细胞胞壁特征细胞胞壁特征5.5.胞腔内含物胞腔内含物 (1)(1)树脂或淀粉粒树脂或淀粉粒 图图2 2 巨杉薄壁细胞中巨杉薄壁细胞中的内含物的内含物 (2

10、)(2)结晶体结晶体 图图2 2 白皮松薄壁白皮松薄壁细胞中的结晶体细胞中的结晶体2.3.2.3 2.3.2.3 树脂道树脂道1.1.定义定义: :由分泌细胞围绕而由分泌细胞围绕而成的特殊孔道成的特殊孔道( (细细胞间隙胞间隙) )。 图图2 2 油松的成熟树油松的成熟树脂道脂道2.2.树脂道的形成树脂道的形成 由形成层原始细胞由形成层原始细胞分裂出一系列纵行而分裂出一系列纵行而密集成簇的薄壁细胞密集成簇的薄壁细胞, ,起初细胞间并无间隙起初细胞间并无间隙, ,在细胞成长时在细胞成长时, ,由于胞由于胞间层消失间层消失, ,加上分泌细加上分泌细胞分泌树脂而使这些胞分泌树脂而使这些细胞壁相接处分

11、离而细胞壁相接处分离而形细胞间隙。形细胞间隙。 图图2 21 12 2 油松树脂道油松树脂道形成过程。形成过程。3.3.树脂道的组成树脂道的组成 (1)(1)分泌细胞分泌细胞 管胞型管胞型: :分泌细胞胞壁分泌细胞胞壁增厚并木质化增厚并木质化, ,有具缘纹有具缘纹孔孔, ,不能再分泌树脂。不能再分泌树脂。 图图2 2 落叶松树脂道的分落叶松树脂道的分泌细胞泌细胞 松木型松木型: :分泌细胞壁薄分泌细胞壁薄不木质化且有弹性不木质化且有弹性, ,胞腔胞腔内具原生质体内具原生质体, ,可继续分可继续分泌树脂。仅见松属树脂泌树脂。仅见松属树脂道道, ,故称之。故称之。 图图2 2 五针松树脂道的分五针

12、松树脂道的分泌细胞泌细胞 (2)(2)死细胞死细胞: :为狭长扁平为狭长扁平的索状管胞的索状管胞, ,构成树脂构成树脂道骨架。道骨架。(3)(3)伴生薄壁细胞伴生薄壁细胞: :为生为生活的薄壁细胞。活的薄壁细胞。4.4.树脂道的大小与数目树脂道的大小与数目 (1)(1)直径直径: :松属松属(60(60300 um),300 um),落叶松属落叶松属(40(4080um),80um),云杉属云杉属(40(4070um),70um),银杉属、黄杉属银杉属、黄杉属(40(4045um),45um),油杉属油杉属(30(3040um)40um)。 (2)(2)长度长度:10:1080cm,80cm,

13、最长最长100cm,100cm,平均为平均为50cm50cm。 (3)(3)数目数目: :在木材中在木材中, ,轴向与径向树脂道纵横轴向与径向树脂道纵横交错交错, ,形成一个树脂道系统。其数目形成一个树脂道系统。其数目, ,天然树脂天然树脂道约道约130130个个/cm/cm3 3, ,加上割脂形成的受伤树脂道加上割脂形成的受伤树脂道, ,可达可达200200300300个个/cm/cm3 3。2.3.2.4 2.3.2.4 木射线木射线1.1.射线种类射线种类 (1)(1)单列射线单列射线: : 宽度仅宽度仅1 1个个( (偶偶2 2个个) )细胞的木射线。细胞的木射线。 (2)(2)纺缍形

14、射线纺缍形射线: : 含含1 1个个( (偶偶2 2个个) )径向径向树脂道的木射线。树脂道的木射线。 福建柏 弦切面（50）红松 弦切面（50）2.2.射线细胞组成射线细胞组成(1)(1)射线薄壁细胞射线薄壁细胞: :横卧长方体横卧长方体, ,水平壁单纹孔水平壁单纹孔, ,垂直垂直壁具节状加厚壁具节状加厚, ,角隅具凹痕。角隅具凹痕。(2)(2)射线管胞射线管胞: : 横向生长的管胞横向生长的管胞, ,形体短而宽形体短而宽, ,长菱长菱形形, ,长度仅为轴向长度仅为轴向管胞的管胞的1/301/30，长宽，长宽比比101015;15;胞壁具胞壁具缘纹孔小而少缘纹孔小而少, ,常常1 12 2列

15、列, ,分布于射分布于射线上下缘线上下缘, ,偶分布偶分布于射线中间。于射线中间。 3.3.射线管胞内壁加厚程度划分射线管胞内壁加厚程度划分 射线管胞以松属最射线管胞以松属最发达发达, ,同时其内壁形状同时其内壁形状随树种不同而异。内随树种不同而异。内壁有无齿状加厚及其壁有无齿状加厚及其发达程度是鉴定松属发达程度是鉴定松属木材的重要特征。木材的重要特征。 (1)(1)内壁平滑至微锯齿内壁平滑至微锯齿: :为软木松的特征为软木松的特征 图图2 2 红松射线管红松射线管胞内壁平滑胞内壁平滑 (2)(2)内壁具浅内壁具浅锯齿锯齿, ,齿高齿高2.5um:2.5um: 图图2 2 南亚南亚松射线管胞具

16、浅松射线管胞具浅锯齿锯齿 (3)(3)内壁具深内壁具深锯齿锯齿, ,齿高齿高2.5um:2.5um: 图图2 2 樟子松樟子松射线管胞具深锯射线管胞具深锯齿齿(4)(4)内壁呈内壁呈 网状加厚网状加厚 图图2 2 湿地松湿地松射线管胞内壁呈网射线管胞内壁呈网状加厚状加厚4.4.交叉场纹孔交叉场纹孔 (1)(1)定义定义: :在径在径切面上切面上, ,射线射线薄壁细胞与轴薄壁细胞与轴向管胞交叉接向管胞交叉接触的部位所形触的部位所形成的纹孔。成的纹孔。元宝山冷杉 径切面（50）(2)(2)交叉场纹孔交叉场纹孔 的类型的类型 窗格状窗格状: :纹纹孔及内口均平孔及内口均平行四边形行四边形 图图2 2 窗格状交窗格状交叉场纹孔叉场纹孔杉木型杉木型: : 纹孔椭纹孔椭圆形圆形, ,内口内口凸透镜形凸透镜形 图图2 2 杉杉木型交叉场纹木型交叉场纹孔孔柏木型柏木型: : 纹孔椭纹孔椭圆形圆形, ,内内口阔椭圆口阔椭圆形形 图图2 2 柏柏木型交叉场木型交叉场纹孔纹孔云杉型云杉型: : 纹孔及纹孔及内口均小内口均小, ,椭圆形椭圆形, ,内内口内含或口内含或外展外展 图图2 2 云云杉型交叉场纹杉型交叉场纹孔孔2.3.3 2.3.3 针叶树材的特种细胞针叶树材的特种细胞1.1.索状管胞索状管胞: