全 文 ：文县杨木材构造特征及木纤维特性的研究
冯　冰
(兰州园艺学校 ,甘肃 兰州　730060)
　　摘要:在对文县杨木材宏观构造和微观构造特征观察记载的基础上 , 重点研究了文县杨的木纤维特性.结果表
明 ,文县杨木纤维含量高达 63 %, 纤维长度 1 209 μm , 长宽比 57.4 ,壁腔比 0.293 ,是一种优良的造纸原料.
　　关键词:文县杨;木材构造;木纤维;造纸
　　中图分类号:S 781　　　　文献标识码:A　　　　　文章编号:1003-4315(2007)06-0131-03
The timber st ructure characteristics and the fiber
features of Populus wenxianensis
FENG Bing
(Lanzhou Ho rticutural School , Lanzhou 730060 , China)
　　Abstract:The macrostructure and microstructure of the timber of Populus wenx ianensis were ob-
served , focusing on revealing its fiber properties.The results show ed that the fibe r content in the w ood of
the species reached to 63 %, the fibe r leng th w as 1 209 μm , the ratio o f leng th to width of the fiber w as
57.4∶1 , and the ratio of it s w al l to cavity w as 0.293∶1.Therefo re , the t ree species could be used as one
of high-quality materials fo r papermaking.
　　Key words:Populus wenxianensis;timber structure;wood fiber;papermaking
　　文县杨为杨属一新种[ 1] ,因其具有良好的生长
特性和潜在的木纤维使用价值[ 2] ,被列为我国黄土
高原杨树优良种质资源 ,引起了研究者的观注.目
前 ,对三倍体毛白杨等杨树木材构造特性及纤维特
性等研究较多[ 3 , 4] ,但尚没有关于文县杨木材构造
及木纤维特性的研究报道.笔者在文县杨木材物理
力学性质研究的基础上[ 5] ,对文县杨木材的宏观和
微观构造特征 ,及木纤维形态特性进行了分析研究 ,
旨在为其木材的识别和综合利用提供理论依据.
1　材料与方法
　　文县杨木材构造及木纤维特性以及木材物理力
学研究按性质 GB1927 —91 进行.在树高 1.3 m 处
截取 3 cm 的厚圆盘 1个.在制备木材物理力学性质
作者简介:冯　冰(1968-)女 , 甘肃陇西人 , 讲师 ,从事植物资源的
研究和教育工作.
收稿日期:2006-07-26
试件时同时 , 在下段试材底部沿南北面制取 120
mm×60 mm×15 mm 标准切面木材标本 ,刨光表
面 ,端面铲平.
1.1　木材宏观构造
　　在采集制备试材工作过程中 ,从总体到局部对
树干及原木边观察边记载.宏观构造用肉眼及 20倍
手持放大镜对标本进行观察.
1.2　木材微观构造
　　在园盘上南向中部取成熟材 ,制成 1 cm×1 cm
×1 cm的试样 ,用 1份冰醋酸 、2份过氧化氢快速软
化木块.再用切片机制取木材三切面切片 ,经染色脱
水封闭干燥制成切片.在显微镜下观察记载木材微
结构.用物镜测微尺以及线方向目测微尺测定导管
长度 、直径 、壁厚(直径减腔径等于二倍壁厚)以及木
纤维直径等.
1.3　木纤维特征
　　在园盘上沿南北方向截取 3 cm 宽的中心试条
1个 ,沿髓心向外编年轮号 ,分别在每个园盘的 1 、2 、
2007 年 12月
第 6 期 131～ 133
甘　肃　农　业　大　学　学　报
JOURNAL OF GANSU AGRICU LT URAL UNIVERSITY
第 4 2 卷
双 月 刊
4 、6等年轮上截取并劈制出一个 3 cm ×2 mm ×2
mm 的火柴杆状试样.用硝酸氯酸钾法(舒尔兹法
S chalzo method)进行纤维离析 ,在 100 ℃左右加热
3 min ,随时观察试样的变化.待试样比较松软时取
出冲洗 ,然后针挑制片 ,番红染色 ,在 50倍 JT TS 型
光学投影仪下用游标卡尺(精度 0.02 mm)测量木
纤维尺寸 ,每个试样做 3个切片 ,随机测定 50 根木
纤维 ,对测定结果进行统计分析.
　　木材组织比量(按体积)测定采用微观构造横切
面切片 ,用 50倍 JT TS 型光学投影仪测定导管 、薄
壁组织(木射线和轴向薄壁组织)所占投影面积的比
例 ,剩余则为木纤维组织的比例.
2　结果与分析
2.1　文县杨木材宏观构造特征
　　文县杨树干通直圆满 ,树皮灰绿色或绿白色 ,光
滑 ,老树基部浅纵裂.木材浅白色 ,少数受心腐的部
分为黄褐色.心边材无明显区别 ,略有光泽 ,无特殊
气味 ,纹理直 ,结构细且均匀 ,材轻而软.生长轮略明
显 ,轮间呈浅色细线 ,有假年轮.散孔材至半散孔材.
管孔数多略小 ,放大镜可见 ,多为复管孔 ,径列 ,少为
单管孔或管孔团.近生长轮末端有减少减小的趋势 ,
管孔侵填体未见.未见轴向薄壁组织.木射线中至细
密 ,极细至甚细 ,再放大镜下横切可见 ,在径切面射
线斑纹通常不见 ,有髓斑.
2.2　文县杨木材微观构造特征
　　导管横切面为卵圆形及椭圆形 ,也有略具多角
形轮廓的 ,横切面导管密度约 68个/mm 2 ,短径列复
管孔 ,2-3个稀至 5个 ,少数管孔团及单管孔 ,导管
分子长250 ～ 1 000μm ,平均 600 μm ,为纤维长度的
一半 ,最大弦径 95 μm ,多数为 55 ～ 85 μm ,导管壁
厚 2.6 μm.导管内侵填体偶见.导管内壁具有近似
螺纹加厚的微细线条 ,与导管轴略成直角.导管分子
单穿孔 ,卵圆形及椭圆形.管间纹孔为多边形 ,具缘
互列.轴向薄壁组织轮界状 ,量少 ,通常宽 1-2个细
胞.木射线非叠生 ,每毫米 8-12根 ,同型单列 ,宽 7
～ 7.5μm ,高 50 ～ 564 μm , 3-28 个细胞 ,多数 250
～ 382μm ,12-19个细胞.射线细胞多为椭圆形或
卵圆形.射线与导管间为单纹孔 ,与管间纹孔等大.
木纤维壁薄 ,直径多为 17 ～ 21 μm ,长 490 ～ 1 980
μm ,平均为 1 209 μm ,单纹孔或略具狭缘 ,同形 ,直
径 2.4 ～ 4.5 μm.胞间道缺如.树胶未见.
2.3　文县杨木材组织比量及木纤维形态特征
　　文县杨木材组织比量中 ,导管占 27.16 %,薄壁
组织(轴向薄壁组织和木射线)占 9.77 %,木纤维占
63.07 %.木纤维形态特征中 , 其平均木纤维长
1 209 μm ,宽 21.05 μm , 长宽比 57.4.壁厚 2.37
μm ,胞壁直径 16.3 μm ,壁腔比 0.291(表 2).文县
杨木材中木纤维的含量与臭杨基本相同 ,但较其他
杨属树种为高 ,而导管含量高于臭杨 , 但低于毛白
杨 、小叶杨 、加杨和大关杨;薄壁组织远低于臭杨 ,但
与其他 4种杨树相差不大(表 1).
表 1　6 种杨属木材的组织比量
Tab.1　The timber tissue propo r tion of 6 poplar species
树种 木纤维/ % 导管/ % 薄壁组织/ %
文县杨 63.07 27.16 9.77
毛白杨 55.00 35.00 10
小叶杨 54.00 36.00 10.00
加杨 59.00 32.00 9.00
大关杨 55.00 36.00 9.00
臭杨 64.00 18.00 18.00
表 2　7种杨属木材的木纤维形态
Tab.2　The w ood fiber mo rphology of 7 poplar species
树种 平均长度/ mm
平均直径
/μm
平均壁厚
/μm 长宽比 壁腔比
文县杨 1 209 21.05 2.37 57.4 0.291
毛白杨 1 180 21.0 2.42 56.2 0.37
小叶杨 1 250 24.4 3.35 52.1 0.39
加杨 1 100 18.5 2.19 59.5 0.33
大关杨 1 160 22.1 3.12 52.5 0.45
山杨 1 340 29.1 4.3 46.0 0.41
大青杨 1 270 29.3 3.8 43.5 0.35
3　讨论
　　1)　组织比量是造纸选材的重要经济指标.造
纸材一般要求木纤维含量大于 50 %,这样的原料纤
维得浆率高 、废杂物少.虽然杨属木材均适宜造纸 ,
但文县杨木纤维含量高达 63 %,在杨属木材中亦属
于上乘的造纸原料.
　　2)　纤维长度不仅与纸张的撕裂度成直线相
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关 ,而且较长纤维能提高纸张的抗张强度 、耐磨性 、
耐折度等质量指标.文县杨木纤维平均长度达
1.209 mm ,在阔叶材中属较长类型 ,并且构造为散
孔材的文县杨木纤维均一性较好 ,这些特性本身也
是造纸材的首选.
　　3)　纤维长宽比量是表现纸张强度与质量的重
要指标之一.长宽比越大 ,撕裂强度 、纤维交织性 、弹
性 、柔韧性就愈高.一般认为长宽比大于 35 ～ 45 的
纤维就能很好地交织.文县杨木纤维长宽比达
57.4 %,在阔叶材中也是较大的.
　　4)　壁腔比也是造纸工业原料的一项重要指
标.壁腔比愈小 ,纤维在纸张中的结合力愈强 ,从而
表现在纸张上的强度愈高.根据壁腔比的大小 ,一般
分为三级 ,壁腔比<1 ,为第 1级 ,这样的纤维原料最
适于造纸;壁腔比=1 ,为第 2级 ,适于造纸;壁腔比
>1 ,为第 3级 ,不适于造纸.文县杨木纤维壁腔比只
有 0.291 ,在杨属中也属较小者.
　　5)　文县杨生长快 ,生态适应性强.其胸径年生
长量可达 2.25 cm ,树高生长量达 1.80 m ,且耐水 、
耐旱 、抗病虫感染;其木材为白色 ,质地松软 ,纤维分
离容易;木材构造为散孔材至半散孔材 ,从而使得早
晚材纤维长度 、壁厚差异性较小.
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