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黄藤和单叶省藤纤维形态特征的研究



全 文 :安徽农业大学学报 , 2010, 37(3):512-516
JournalofAnhuiAgriculturalUniversity
黄藤和单叶省藤纤维形态特征的研究①
徐 鑫 1, 2 ,汪佑宏1 ,刘杏娥 2* ,王 瑞1
(1.安徽农业大学林学与园林学院 ,合肥 230036;2.国际竹藤网络中心 , 北京 100102)
摘 要:棕榈藤是热带森林宝库中仅次于木材和竹材的可再生非木材资源 , 具有重要的经济价值。藤材的解
剖研究 , 对指导其加工利用有着十分重要的理论和实践意义。 作者分析研究黄藤和单叶省藤的纤维形态 , 发现在
纵向向上两者的纤维比量 、直径 、双壁厚 、壁腔比和黄藤纤维长度有减小趋势 , 腔径和柔性系数有增大趋势;而长宽
比及单叶青藤纤维长度无明显变化规律。
关键词:黄藤;单叶省藤;纤维;形态特征
  中图分类号:S781 文献标识码:A 文章编号:1672-352X(2010)03-0512-05
FibermorphologicalcharacteristicsofDaemonoropsmargaritaeandCalamussimplicifolius
XUXin1, 2 , WANGYou-hong1 , LIUXing-e2 , WANGRui1
(1.SchoolofForestryandLandscapeArchitecture, AnhuiAgriculturalUniversity, Hefei230036;
2.InternationalCentreforBambooandRatan, Beijing100102)
Abstract:Asaregeneratingandnon-woodresourceinthetropicalandsouthsubtropicalforests, theratanis
ofgreateconomicalvalueonlyinferiortowood&bamboo.Thestudyonthebasicanatomicalcharacteristicsofratan
caneswilgivegreattheoreticalandpracticalguidancetotheirutilizationprocesingandimprovement.Thefiber
morphologicalcharacteristicsofDaemonoropsmargaritaeandCalamussimplicifoliuswerestudied, theresultsshow
thatthefiberproportion, length(D.margaritae), doublewalthicknessandwalthickness-lumenratio, diameter
decrease, andlumen-diameter, lumendiameterratioincreasealongtheheightofthetwokindsofratans.However
thelength-widthratioandlength(C.simplicifolius)arewithoutanylaw.
Keywords:Daemonoropsmargaritae;Calamussimplicifolius;fiber;morphologicalcharacteristics
  棕榈藤是热带和南亚热带森林宝库中的多用途
植物资源 ,是仅次于木材和竹材的重要林产品 ,具有
重要的经济价值 [ 1] ,对替代木材和保护森林资源发
挥着重要作用。制藤工业是我国传统工业 ,技术水
平较高 ,但藤资源少 ,原藤短缺 ,进口原藤价格昂贵 。
迫切需要开展原藤综合利用技术的研究 ,进一步提
高全藤利用水平 [ 2] 。如何科学合理利用棕榈藤材 ,
做到以藤代木 ,对于缓解目前日益紧张的木材供需
矛盾 ,有着十分重要的意义 。
黄藤和单叶省藤是我国华南地区的主要用材藤
种 ,具有工业化利用前景。本试验选用这 2种藤材
为研究对象 ,比较研究其纤维比量及形态特征 ,旨在
为藤材的应用提供科学依据 。
1 材料与方法
1.1 试验材料
黄藤和单叶省藤采于广西凭祥市英阳林场。采
收后去叶鞘 、气干。黄藤藤条直径 11 ~ 15 mm,长
①收稿日期:2010-01-14
基金项目:国际竹藤网络中心基本科研业务费专项资金项目(06/07-A02, 06/07-B07和 1632008011)和中国博士后科学基金
项目(20090450468)共同资助。
作者简介:徐鑫 ,男 , 硕士研究生。 E-mail:xuxin1394@163.com
*通讯作者:刘杏娥 ,女 ,博士 ,副研究员。
12 ~ 15 m,节间长度 12 ~ 25 cm。单叶省藤藤条直
径 12 ~ 20 mm,长 18 ~ 20 m,节间长度 14 ~ 40 cm。
1.2 试验方法
取黄藤与单叶省藤气干材各 3株 ,自基部向上
在每 2 m处对应节的节间中部取长 1 ~ 2 cm的试
样 ,黄藤取至 10m处 ,单叶省藤取至 16 m处。按常
规方法切片并制成永久切片;切片后取经过试样中
心部位约 1mm厚的薄片 ,切成火柴棒状 ,置于冰醋
酸 -双氧水各半的混合液中离析。利用显微成像系
统(LeicaCW4000)测量其纤维的比量 、双壁厚 、直
径 、长度等数值 , 每株各位置所有指标测 30个值作
统计。
2 结果与分析
2.1 纤维比量
纤维比量在一定程度上表征藤茎的力学强度高
低 [ 3] ,根据其纵向变化趋势图 ,发现两者的纤维比
量在纵向向上都有明显的减小趋势 ,可以初步推断
其基部力学强度高于稍部 。而纤维比量的变化率和
变化梯度反映藤材质量;下降率小 ,下降梯度平缓 ,
为材质良好的构造特征[ 4] 。由于黄藤与单叶省藤
的纤维比量沿纵向变化均平缓 ,因而两者均具备良
好商用藤材的结构特征 [ 5] (图 1)。黄藤基部的纤维
比量明显高于其他部位 ,经 SPSS软件分析比较相邻
两测量点 ,发现黄藤除 0 ~ 2 m高度处纤维比量差异
显著外 ,其他相邻部位差异均不显著;单叶省藤 0 ~
2m处 、14 ~ 16m处之间差异显著 ,其他部位之间差
异均不显著(表 1)。黄藤与单叶省藤的纤维比量分
别为 11.0%和 12.7%。
图 1 藤材的纤维比量变化曲线
Figure1 Thevariationoffiberproportionoftherattancanes
表 1 2种藤材的纤维比量 、长度 、直径和双壁厚的纵向 T值检验
Table1 TheT-testoffiberproportion, length, diameteranddoublewallthicknessoftherattancanesonaxial
藤种
Species
部位 /m
Location
比量 Proportion
Sig.(2) VC/%
长度 Length
Sig.(2) VC/%
直径 Diameter
Sig.(2) VC/%
双壁厚 D-wallthickness
Sig.(2) VC/%
黄藤 D.margaritae 0 ~ 2 0.000* 54.4 ~ 51.2 0.563 29.8 ~ 24.4 0.316 13.6 ~ 17.8 0.000* 17.6 ~ 19.3
单叶省藤 C.simplicifolius   0.000* 36.5 ~ 41.6 0.563 27.6 ~ 28.3 0.095* 18.2 ~ 15.9 0.001* 22.1 ~ 17.6
黄藤 D.margaritae 2 ~ 4 0.605 51.2 ~ 56.1 0.414 24.4 ~ 27.5 0.948 17.8 ~ 15.4 0.000* 19.3 ~ 16.9
单叶省藤 C.simplicifolius   0.528 41.6 ~ 38.5 0.419 28.3 ~ 28.8 0.384 15.9 ~ 13.5 0.122 17.6 ~ 24.0
黄藤 D.margaritae 4 ~ 6 0.121 56.1 ~ 55.5 0.534 27.5 ~ 28.4 0.941 15.4 ~ 14.5 0.068* 16.9 ~ 17.0
单叶省藤 C.simplicifolius   0.265 38.5 ~ 35.6 0.596 28.8 ~ 31.2 0.000* 13.5 ~ 13.0 0.000* 24.0 ~ 20.2
黄藤 D.margaritae 6 ~ 8 0.323 55.5 ~ 56.0 0.826 28.4 ~ 22.3 0.654 14.5 ~ 14.8 0.000* 17.0 ~ 22.1
单叶省藤 C.simplicifolius   0.470 35.6 ~ 41.7 0.293 31.2 ~ 30.2 0.036* 13.0 ~ 15.2 0.110 20.2 ~ 24.8
黄藤 D.margaritae 8 ~ 10 0.251 56.0 ~ 55.4 0.183 22.3 ~ 29.5 0.000* 14.8 ~ 14.9 0.000* 22.1 ~ 23.8
单叶省藤 C.simplicifolius   0.900 41.7 ~ 42.6 0.000* 30.2 ~ 31.9 0.430 15.2 ~ 15.6 0.938 24.8 ~ 19.6
单叶省藤 C.simplicifolius 10 ~ 12 0.671 42.6 ~ 97.0 0.092* 31.9 ~ 36.3 0.659 15.6 ~ 16.2 0.318 19.6 ~ 24.5
单叶省藤 C.simplicifolius 12 ~ 14 0.607 97.0 ~ 34.9 0.892 36.3 ~ 35.1 0.463 16.2 ~ 15.8 0.364 24.5 ~ 19.5
单叶省藤 C.simplicifolius 14 ~ 16 0.082* 34.9 ~ 45.9 0.343 35.1 ~ 26.7 0.359 15.8 ~ 16.1 0.000* 19.5 ~ 23.5
  注:*表示差异显著(0.1水平);黄藤 0 ~ 2 m对应变异系数 54.4 ~ 51.2, 表示 0和 2 m对应的变异系数分别为 54.4%和
51.2%。 VC表示变异系数。
Note:* indicatessignificantdifferenceat0.1 level;Thevariationcoeficientat0 ~ 2 mofDaemonoropsmargaritaeis54.4 ~
51.2, whichmeansthevariationcoeficientsat0mand2 mare54.4% and51.2%, respectively.VCisthevariationcoeficiant.
2.2 纤维长度
由图 2和表 1可见 ,随着轴向高度的增加 ,黄藤
的纤维长度一直呈缓慢下降的变化趋势 ,黄藤的纤
维长度变化并不显著;而单叶省藤的纤维长度先增
加至 8 ~ 10 m处有一显著降低 ,然后又呈不断增大
的变化趋势 ,但其他部位差异并不显著 。
51337卷 3期 徐 鑫等 黄藤和单叶省藤纤维形态特征的研究
  黄藤纤维长度为 1 013.7 μm,单叶省藤纤维长
度为 1 199.8 μm,总体上单叶省藤纤维比黄藤纤
维长。
2.3 纤维直径
随着轴向高度的增加 ,黄藤和单叶省藤的纤维
细胞直径总体上均呈下降的变化趋势 ,且单叶省藤
的纤维细胞直径明显大于黄藤 ,结果见图 3。黄藤
纤维直径除 8 ~ 10 m外 ,纵向上差异并不显著;单叶
省藤纤维直径在 4 ~ 8 m位置有一显著减小过程
(表 1)。
黄藤纤维细胞直径为 13.3 μm,单叶省藤纤维
直径 14.8μm。
2.4 纤维胞腔径与双壁厚
由图 4可见 ,随着轴向高度的增加 ,黄藤和单叶
省藤的纤维胞腔径先急剧增大 ,至中部后有起伏变
化 ,但总体上呈增大趋势 。黄藤的纤维腔径为 7.1
μm,单叶省藤纤维的腔径为 6.1μm,黄藤的纤维胞
腔径明显大与单叶省藤 。
由图 5可见 ,随着轴向高度的增加 ,黄藤和单叶
省藤的纤维双壁厚虽有起伏 ,但下降的变化趋势非
常明显。胞壁厚度在某种程度上表征着细胞壁实质
含量 ,胞壁厚度越大 ,胞壁实质越多 ,机械力学等性
能越好 ,因此纤维胞壁厚度是决定藤材物理特性最
重要的解剖因子[ 6] ,所以从两种藤材的胞壁厚度变
化趋势都表明 ,藤茎基部的物理力学性能强于梢部。
黄藤纤维双壁厚在整藤上均呈显著减小趋势;
单叶省藤纤维双壁厚度在 0 ~ 2 m、4 ~ 6 m、14 ~ 16
514 安 徽 农 业 大 学 学 报 2010年
m处有 3个显著的减小过程 ,与直径类似 ,其他部位
并无显著差异(表 1)。黄藤纤维双壁厚 6.2 μm,单
叶省藤纤维双壁厚 8.6μm,单叶省藤的纤维双壁厚
明显大于黄藤 。
表 2 2种藤材的纤维长宽比 、壁腔比和柔性系数的纵向 T值检验
Table2 TheT-testoffiberlength-width, wallthickness-lumenandlumen-diameterratiosoftheratancanesonaxial
藤种
Species
部位 /m
Location
长宽比
Length-widthratio
Sig.(2) VC/%
壁腔比
Walthickness-lumenratio
Sig.(2) VC/%
柔性系数
Lumen-diameterratio
Sig.(2) VC/%
黄藤 D.margaritae 0 ~ 2 0.311 37.3 ~ 32.1 0.000* 35.2 ~ 37.9 0.000* 18.4 ~ 21.5
单叶省藤 C.simplicifolius   0.220 31.8 ~ 30.4 0.705 32.4 ~ 46.7 0.008* 45.5 ~ 27.2
黄藤 D.margaritae 2 ~ 4 0.266 32.1 ~ 28.7 0.000* 37.9 ~ 32.9 0.000* 21.5 ~ 13.9
单叶省藤 C.simplicifolius   0.710 30.4 ~ 33.0 0.176 46.7 ~ 78.4 0.001* 27.2 ~ 32.2
黄藤 D.margaritae 4 ~ 6 0.623 28.7 ~ 30.8 0.075* 32.9 ~ 36.3 0.084* 13.9 ~ 15.0
单叶省藤 C.simplicifolius   0.318 33.0 ~ 33.3 0.000* 78.4 ~ 48.6 0.000* 32.2 ~ 27.2
黄藤 D.margaritae 6 ~ 8 0.920 30.8 ~ 27.4 0.000* 36.3 ~ 39.9 0.000* 15.0 ~ 14.2
单叶省藤 C.simplicifolius   0.037* 33.3 ~ 35.8 0.945 48.6 ~ 62.4 0.744 27.2 ~ 28.0
黄藤 D.margaritae 8 ~ 10 0.393 27.4 ~ 34.0 0.065* 39.9 ~ 41.3 0.038* 14.2 ~ 14.4
单叶省藤 C.simplicifolius   0.000* 35.8 ~ 37.5 0.757 62.4 ~ 41.5 0.544 28.0 ~ 23.0
单叶省藤 C.simplicifolius 10 ~ 12 0.097* 37.5 ~ 38.7 0.710 41.5 ~ 59.7 0.563 23.0 ~ 28.4
单叶省藤 C.simplicifolius 12 ~ 14 0.728 38.7 ~ 35.5 0.624 59.7 ~ 42.6 0.747 28.4 ~ 24.0
单叶省藤 C.simplicifolius 14 ~ 16 0.102 35.5 ~ 31.2 0.000* 42.6 ~ 45.7 0.000* 24.0 ~ 19.3
  注:*表示差异显著(0.1水平);黄藤 0 ~ 2 m对应变异系数 37.3 ~ 32.1, 表示 0和 2 m对应的变异系数分别为 37.3%和
32.1%。 VC表示变异系数。
Note:* indicatessignificantdifferenceat0.1 level;Thevariationcoeficientat0 ~ 2 mofDaemonoropsmargaritaeis37.3 ~
32.1, whichmeansthevariationcoeficientsat0mand2 mare37.3% and32.1%, respectively.VCisthevariationcoeficient.
2.5 纤维长宽比 、壁腔比和柔性系数
纤维长宽比指的是纤维长度与宽度(直径)的
比值 ,是由纤维长度与宽度共同作用的结果 。由图
6可以看出 ,总体上两者与其纤维长度的变化趋势
相一致 。经差异性检验 ,黄藤的纤维长宽比在纵向
上差异不显著;单叶省藤纤维的长宽比则在 6 ~ 8 m
间有一段明显的降低过程 ,之后再趋于平缓(表 2)。
黄藤与单叶省藤纤维长宽比分别为 76.6和
81.5。
纤维壁腔比的变化与纤维双壁厚的变化趋势类
似 ,即随着轴向高度的增加 ,黄藤和单叶省藤的纤维
壁腔比呈明显下降的变化趋势 ,具体结果见图 7。
经差异性分析 ,在 0.05水平上 ,黄藤的纤维壁腔比
沿纵向变化显著;单叶省藤纤维壁腔比除在 6 ~ 14
m之间变化不显著外 ,其他部位均下降明显(表 2)。
黄藤与单叶省藤的纤维壁腔比分别为 0.894和
0.756 ,前者明显大与后者 。
纤维的柔性系数是指纤维腔径与纤维直径的比
51537卷 3期 徐 鑫等 黄藤和单叶省藤纤维形态特征的研究
值 ,由纤维直径与纤维腔径共同决定的。黄藤与单
叶省藤纤维的柔性系数的轴向变化规律见图 8,两
者在纵向向上都有增大的趋势 ,与腔径的变化规律
类似。差异性分析表明 ,黄藤的柔性系数在纵向上
有显著增大 ,而单叶省藤的柔性系数则在 6 ~ 14 m
间变化平缓 ,其他部位则显著增大(表 2)。黄藤和
单叶省藤的柔性系数分别为 0.540和 0.421,黄藤
柔性系数明显高于单叶省藤。
3 结论
基于藤材的解剖特性及其种间和株内差异 ,进
行藤种或藤茎剖分归类 ,适材适用 ,可以提高藤材的
利用价值和加工层次 [ 7] 。通过对黄藤和单叶省藤
纤维特征的研究发现 ,黄藤与单叶省藤的纤维比量 、
直径 、双壁厚 、壁腔比及黄藤的纤维长度在纵向向上
呈下降变化趋势;黄藤与单叶省藤纤维腔径和柔性
系数由茎部向上呈增大的变化趋势;而黄藤与单叶
省藤纤维长宽比及单叶省藤纤维长度无明显变化规
律 。藤材的抗拉 、抗压强度和弹性模量与其密度或
纤维比量显著正相关[ 6] ,比较两者的纤维比量及形
态特性 ,可以初步判定两种藤材基部的力学强度要
高于稍部 ,且单叶省藤的力学强度要高于黄藤 ,因而
藤材基部的材质优于稍部 ,单叶省藤的材质优于黄
藤[ 3] 。
参考文献:
[ 1 ] 许灿煌 , 尹光天 , 孙清鹏 , 等.棕榈藤的研究和发展
[ J] .林业科学 , 2002, 38(2):135-143.
[ 2 ] 许灿煌 ,尹光天 , 孙清鹏 , 等.棕榈藤资源及利用研究
现状 [ J] .林业科技开发 , 2000, 14(2):3-5.
[ 3 ] 腰希申 ,李旸 , 许煌灿 , 等.棕榈藤的电镜观察 I.藤基
部分的电镜观察 [ J] .林业科学 , 1998, 34(3):104-109.
[ 4 ] 江泽慧 ,吕文华 , 费本华 ,等.3种华南商用藤材的解剖
特性 [ J] .林业科学 , 2007, 43(1):121-126.
[ 5 ] WaterL.Structuralresearchonbambooandrattanfor
theirwiderutilization[ J] .JournalofBambooResearch,
1996, 15(2):1-14.
[ 6 ] 蔡则谟 ,许煌灿 , 尹光天 , 等.棕榈藤利用的研究与进
展 [ J] .林业科学研究 , 2003, 16(4):479-487.
[ 7 ] BhatKM, WalterL.Anatomyandidentificationofsouth
Indianratans(Calamusspecies)[ J] .JournalofIAWA,
1993, 14(1):63-76.
516 安 徽 农 业 大 学 学 报 2010年