全 文 ：林业科技开发 2013 年第 27 卷第 1 期 29
doi:10． 3969 / j． issn． 1000－8101． 2013． 01． 008
金丝慈竹纤维形态的变化规律
林树燕，陶兆雪，丁雨龙
(南京林业大学竹类研究所，南京 210037)
摘 要:对金丝慈竹不同年龄、不同节段的竹材纤维形态特征进行了研究，结果表明:金丝慈竹属于长纤维竹种，
纤维长平均 2. 43 mm，纤维宽平均 15. 18 μm，长宽比平均 164. 12，壁厚平均 6. 22 μm，腔径平均 3. 83 μm，壁腔比
平均 3. 24。金丝慈竹纤维长度表现的纵向变异规律是 3 年生的为中部 ＞基部 ＞上部，1 年生和 2 年生表现为基部
＞中部 ＞上部;纤维的平均宽度表现为基部 ＞中部 ＞上部;慈竹纤维的平均壁厚与腔径也表现以下变化规律:基部
＞中部 ＞上部。因此年龄和部位对金丝慈竹纤维特征影响显著。
关键词:金丝慈竹; 纤维形态; 年龄;部位
Variation of fiber morphology in Bambusa affinis∥LIN Shu-yan，TAO Zhao-xue，DING Yu-long
Abstract:The fiber morphology of Bambusa affinis‘viridiflavus’was examined and analyzed by adopting the method of fi-
ber isolation． The results showed that B． affinis‘viridiflavus’belongs to the long fiber bamboo． The average fiber length
was 2. 43 mm，average fiber width was 15. 18 μm，the average fiber length to width ration was 164. 12，average fiber cell
wall thickness was 6. 22 μm，average fiber cell cavity diameter was 3. 83 μm，and the average fiber cell wall to cavity ratio
was 3. 24． The change of average fiber length in mature bamboo culms in three years was middle ＞ bottom ＞ top，while in 1
or 2 years was bottom ＞ middle ＞ top． The average fiber width，fiber wall thickness and fiber cell cavity diameter showed an
analogous rule as follows:bottom ＞ middle ＞ top． Thus，the bamboo age and the position had a strong influence on fiber
characteristics so as to provide a theoretical foundation for the rational development and utilization of this bamboo．
Key words:Bambusa affinis;fiber morphology;age;position
Author’s address:Bamboo Research Institute，Nanjing Forestry University，Nanjing 210037，China
收稿日期:2012－08－01 修回日期:2012－09－12
基金项目:林业公益性行业科研专项“丛生竹高附加值建筑制品制造
关键技术研究”(编号:201004005)。
作者简介:林树燕(1976 －)女，副教授，主要从事竹类研究工作。E-
mail:lrx@ njfu． com． cn
竹子是我国传统的造纸原料，其节间长，材质柔
软，劈篾性能好，纤维素含量多，纤维长度比较大，分
子聚合度相对较高，是很好的造纸材料，具有很大的
经济价值、生态价值和社会价值。而且近年来，随着
我国对纸产品需求的增大及对树木资源的保护，利用
竹材造纸已成为保证纸产业持续、稳定发展的重要途
径［1－7］。然而并非所有的竹材均适合造纸，因此研究
竹子纤维形态等衡量竹种造纸性能的指标具有十分
重要的意义。金丝慈竹(Bambusa affinis) ，簕竹属，竹
秆分枝一侧具浅黄色条纹，为优美的庭园观赏竹种，
分布于南亚热带北部或中亚热带地区，如四川、湖南、
江西北部等均有分布，也是近年来南京林业大学竹类
研究所从各产地中筛选出的一个耐寒性较好的种质，
经过 10 a的栽培观察，该种质在南京可以安全露天
越冬，竹秆直径达 6 cm、高达 12 m，秆先端弯曲下垂，
形态极其优美。本文以金丝慈竹为材料，通过对不同
年龄、不同部位的纤维形态进行研究，找出其变异规
律，为金丝慈竹的合理开发利用提供理论研究依据。
1 材料与方法
1． 1 供试样本的采集和处理
供试金丝慈竹于 2011 年 3 月采自南京林业大学
竹种园。立地条件为坡地，微酸性红壤土。金丝慈竹
的取材参照马灵飞等［8－9］的取材方法。分别取 1 年
生、2 年生和 3 年生 3 个龄级，每个龄级各取 3 株生
长健康良好，形态粗细差不多的标准竹作为测试对
象。在各龄级竹秆分别取基部到稍部 1 ～ 15 节的节
间中央截取长约 10 cm 竹材作为试件供测试用。将
竹秆上的节自秆基部开始，分别编号 1，2，3……15，
其中基部为 1 ～ 5 节，中部为 6 ～ 10 节，上部为 11 ～
15 节。
1． 2 竹材离析
竹材离析采用 Jeffery 离析法，此方法适用于木
质化组织，如纤维、木材等。分别将上述材料削掉竹
青和竹黄，然后选取试件中间部位削成长约 2 cm 的
欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗 应用研究
30 林业科技开发 2013 年第 27 卷第 1 期
火柴棍状，倒入 Jeffery 离析液(按 100 g /kg 铬酸 +
100 g /kg硝酸等比例配制)浸没竹棍，离析 36 ～ 72 h。
待竹棍被浸透，以用镊子轻轻一夹即完全散开为宜。
将离析液倒出，用蒸馏水冲洗至中性，放入体积分数
为 70%的乙醇进行保存。
1． 3 纤维观察测量及数据处理
取部分离析材料以 10. 0 g /L 番红染色 1 ～ 2 min
后用蒸馏水洗去染液，然后按常规方法制成制片，通
过显微镜用显微测微尺测定纤维长度、宽度、腔径和
壁厚等，每一试样观测 500 根纤维，记录结果，然后采
用最小显著差数法(LSD)对相同年龄段的不同部位
及各年龄段之间的平均值分别进行多重比较。
2 结果与分析
2． 1 金丝慈竹纤维的长度、宽度及长宽比
金丝慈竹竹材纤维细胞细长，中间稍粗，两端渐
尖，其腔径较小，胞壁较厚。
纤维的长度是衡量竹材造纸性能的一个重要指
标［10］。一般来说，在一定范围内，细而长的纤维能增
加纸张的强度、耐折度和耐破度，并与撕裂度直接相
关，纤维过短，如平均长度小于 0. 40 mm，则不宜于造
纸。测定结果如表 1 所示，金丝慈竹纤维长度为
1. 10 ～ 3. 90 mm，2 mm 以上的纤维约占总数的 75%
～90%，平均长度为 2. 43 mm，说明金丝慈竹纤维组
成以长纤维为主。金丝慈竹纤维宽度为 7. 70 ～
25. 00 μm，平均宽度为 15. 18 μm;长宽比为 80. 51 ～
306. 59，平均为 164. 12。以 2 年生的长宽比最大。
表 1 金丝慈竹纤维的基本形态
纤维指标
纤维长
度 /mm
纤维宽
度 /μm
纤维壁
厚 /μm
纤维腔
厚 /μm
纤维长
宽比
纤维壁
腔比
最小值 1． 10 7． 70 5． 65 2． 86 80． 51 2． 78
最大值 3． 90 25． 00 15． 70 5． 60 306． 59 5． 61
平均值 2． 43 15． 18 6． 22 3． 83 164． 12 3． 24
1 年生平均值 2． 22 14． 17 5． 12 3． 34 163． 35 3． 02
2 年生平均值 2． 58 15． 33 6． 02 3． 77 171． 27 3． 19
3 年生平均值 2． 48 16． 05 6． 33 3． 91 157． 75 3． 23
2． 2 纤维的壁厚、腔径和壁腔比
纤维壁厚为 5. 65 ～ 15. 70 μm，平均为 6. 22 μm;
腔径为 2. 86 ～ 5. 60 μm，平均为 3. 83 μm;壁腔比为
2. 78 ～ 5. 61 μm，平均值为 3. 24。其中 1 年生纤维平
均壁厚为 5. 12 μm，平均腔径为 3. 34 μm;2 年生金丝
慈竹纤维平均壁厚为 6. 02 μm，平均腔径为 3. 77
μm;3 年生金丝慈竹纤维平均壁厚为 6. 33 μm，平均
腔径为 3. 91 μm(表 2)。可见金丝慈竹纤维的平均
壁厚从 1 年生到 2 年生时，加厚比较显著，年龄对金
丝慈竹的壁厚会造成显著的影响。
表 2 金丝慈竹不同部位纤维形态变化
年龄 / a 部位 长度 /mm宽度 /μm 长宽比 壁厚 /μm腔径 /μm 壁腔比
基部 2． 47 a 15． 53 a 159． 05 a 5． 56 a 3． 54 a 3． 14 a
1 中部 2． 30 a 14． 26 a 161． 29 a 5． 24 a 3． 29 a 3． 18 a
上部 1． 89 b 12． 72 b 148． 58 b 4． 58 b 3． 19 b 2． 87 b
基部 2． 66 c 16． 01 c 163． 02 a 6． 27 c 4． 09 c 3． 06 a
2 中部 2． 61 c 15． 35 a 173． 29 c 5． 95 a 3． 98 a 2． 98 b
上部 2． 47 a 15． 03 a 164． 34 a 5． 74 a 3． 24 a 3． 54 c
基部 2． 50 a 17． 45 c 143． 27 b 6． 76 c 3． 98 a 3． 39 c
3 中部 2． 61 c 16． 81 c 155． 26 a 6． 28 c 3． 95 a 3． 16 a
上部 2． 33 a 15． 89 a 146． 63 b 5． 85 a 3． 80 a 3． 06 a
注:同一栏里标有相同字母的平均值在 α = 0. 05 水平上差异不显著。
由表 1、2 可知，金丝慈竹 1 年生纤维平均长度为
2. 22 mm，2 年生纤维平均长度为 2. 58 mm，3 年生纤
维平均长度为 2. 48 mm，在轴向上秆材纤维长度表现
出的变化规律为 2 年生 ＞ 3 年生 ＞ 1 年生，同时纤维
的宽度也表现出类似的变化规律。不考虑年龄因素，
金丝慈竹的所有龄级秆材上部纤维的平均长度和平
均宽度与中部和基部纤维差异显著，但中部与基部纤
维的平均长度和平均宽度差异不显著。如果不考虑
部位影响因素，各龄级之间金丝慈竹纤维的平均长度
差异比较显著。
壁腔比又称 Runkel 比率，指纤维两壁厚和腔径
之比，以表示细胞壁的相对厚度，是造纸业衡量纤维
的重要标准之一［11］。金丝慈竹 1 年生纤维平均壁腔
比为 4. 26，2 年生纤维平均壁腔比为 4. 34，3 年生纤
维平均壁腔比为 4. 38。可见金丝慈竹纤维壁腔比的
变化趋势为 1 年生 ＜ 2 年生 ＜ 3 年生，壁腔比随着年
龄的增加而逐渐增大。这是由于金丝慈竹纤维的细
胞壁随着年龄的增加而逐渐增厚，从而导致金丝慈竹
纤维的壁腔比随着年龄增加逐渐增加。
不同部位金丝慈竹纤维壁厚的变化趋势均为基
部 ＞中部 ＞上部，金丝慈竹上部纤维的平均壁厚与中
部和基部差异显著，而中部与基部纤维的平均壁厚差
异不显著。同时腔径也表现出类似的变化趋势。
综合表 2 可得出以下结论:金丝慈竹纤维平均长
度表现的纵向变异规律是 3 年生的为中部 ＞基部 ＞
上部，1 年生和 2 年生表现为基部 ＞中部 ＞上部;纤
维的平均宽度表现为基部 ＞中部 ＞上部;金丝慈竹纤
维的平均壁厚表现为基部 ＞上部 ＞中部，腔径也表现
出变化规律为基部 ＞中部 ＞上部。年龄和部位对金
丝慈竹纤维特征影响显著。
3 讨 论
3． 1 纤维的长度、宽度和长宽比
纤维长度和长宽比是衡量植物纤维原料优劣最
重要的指标。纤维长度长，可以提高纸张的撕裂度、
应用研究 欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗
林业科技开发 2013 年第 27 卷第 1 期 31
抗张强度、耐破度、耐折度等纸张强度指标［10］，长宽
比大的竹材强固性、割裂性好，宜作优质造纸原
料［8］，一般来讲，原料的纤维长宽比应大于 35 ～ 45，
且愈大对造纸愈有利［12］。由表 1 可知金丝慈竹的长
宽比的平均值为 164. 12。因此，金丝慈竹也可考虑
作为优质纸张的纸浆原料。
关于纤维的长度与部位之间的关系，不同的研究
人员报道有差异。通常竹类植物的中部节间长度最
长，而基部和上部节间的长度相对较短。Liese［13］认
为，纤维的长度与节间的长度相关，由于在茎秆中部
存在最长的节间，也就有较长的纤维。苏文会等［14］
对大木竹及参比竹种青皮竹研究表明纤维长度未表
现出明显的规律，而另一参比竹种绿竹则表现出与
Liese 的结论一致的规律。夏玉芳等［15］认为料金丝
慈竹和大多数丛生竹一样，其竹节节间长由基部到上
部呈现出短—长—短的规律，而纤维长度在竹材杆轴
方向的变化与节间长具极大的相似性，料金丝慈竹节
长与纤维长度呈直线相关关系。普晓兰等［16］认为巨
龙竹的纤维长度并不是中部节间最长的部位最长，
而是具有基部 ＞中部 ＞上部的规律。金丝慈竹纤维
平均长度表现的纵向变异规律是 3 年生的为中部 ＞
基部 ＞上部，1 年生和 2 年生表现为基部 ＞中部 ＞上
部，与 Liese 的研究结论一致，即节间长度越长，纤维
的长度越长。不同研究报道之间的差异可能是由于
研究人员在竹种的测定试件的截取部位以及测量过
程中存在的误差造成的。总体而言，竹子纤维的长度
与竹种的节间长度相关。在筛选适合造纸的竹种过
程中，就要考虑不同地理种源、不同竹种节间长度对
纤维长度的影响。
3． 2 纤维的壁厚、腔径和壁腔比
竹类植物在发育过程中没有次生生长。从发笋
到新竹高生长结束，各个组织、细胞的生理代谢活动
旺盛，各类细胞的分化由基部向上逐节依次完成。一
旦高生长结束，竹秆内各类组织细胞的数量、形态基
本定型，但纤维细胞的个体发育并没有结束。据研究
纤维细胞的细胞壁在随后的 2 ～ 3 a 还将显著增厚，4
年生竹秆纤维细胞壁增厚速率明显下降［17］。因此，
随着竹秆年龄的增加，纤维长宽比变化不大，但壁腔
比的变化明显。甘小洪等［17］在对毛竹茎秆纤维细胞
的发育过程中细胞壁变化律进行研究的过程中发现，
一年之中纤维细胞壁的积累主要集中在 3—6 月;随
着年龄的增加，纤维细胞壁将逐渐加厚，在前 3 a 其
加厚趋势明显。纤维细胞壁的这种快速加厚方式有
利于竹秆生长早期抵御外力的破坏，也是由于竹秆在
1 年之内即完成了高度生长，纤维细胞壁生长速度
快，含水量也明显高于其他年龄段。
金丝慈竹纤维的平均壁厚从 1 年生到 2 年生时，
加厚尤为显著，年龄对金丝慈竹的壁厚会造成显著的
影响。1 ～ 3 年生的竹材纤维的细胞壁厚度，上部较
低，中下部纤维壁厚最高，可能是由于竹秆基部纤维
在竹秆完成高度生长的过程中，基部纤维细胞的细胞
壁先发育成熟，中部其次，上部最后发育成熟。
3． 3 年龄和部位对纤维各形态指标的影响
秆材的年龄和部位对金丝慈竹纤维的形态指标
造成一定程度的影响。其中秆材的年龄对纤维形态
指标造成影响可能主要是由于年龄影响着纤维细胞
壁的发育程度，进而影响到纤维细胞生理代谢活动、
水分含量以及细胞壁木质素等干物质沉积，从而对纤
维细胞的各项形态指标造成影响。竹子秆材的不同
部位会对纤维的形态指标造成影响主要可能是由于
竹秆的不同部位纤维的发育程度不同以及茎秆的受
力程度不同所造成的。丁雨龙等［18］研究发现竹秆的
节间和节内纤维形态也不同。竹子茎秆节间内维管
束互相分离，而竹子节部维管束会反复分叉和彼此相
连，此处纤维数量减少，纤维长度也变短。苏文会
等［14］对大木竹的纤维形态以及夏玉芳等［15］在对 3
年生的料金丝慈竹进行研究，都认为秆材的不同部
位，包括同一部位的内侧、中部和外侧的纤维形态指
标具有显著差异。普晓兰等［16］对巨龙竹的纤维形态
指标进行研究时，也发现了类似的变化规律。
不同年龄和不同部位对金丝慈竹纤维的长度、宽
度、壁厚、腔厚、壁厚比和长宽比都有显著影响，所以，
在利用金丝慈竹造纸的过程中要充分考虑竹材的伐
取年龄和部位等因素，这样可以充分利用好金丝慈竹
的性能和利用率，这样可以增加造纸的效益，创造最
大的经济价值。
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( 责任编辑 周贤军
櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒櫒
)
doi:10． 3969 / j． issn． 1000－8101． 2013． 01． 009
含水率对胶合板热压传热的影响
刘翔，张洋*，李文定，贾翀
(南京林业大学木材工业学院，南京 210037)
摘 要:为了研究初含水率对杨木胶合板板坯的导热性能以及对热压传热过程的影响，采用准稳态法测试了不同
含水率条件下施胶杨木胶合板坯的导热系数，并进行了热压工艺试验。结果表明，随着板坯含水率从 10%增加到
22%，板坯的导热系数明显增加;胶合板热压传热过程可以分为快速升温和慢速升温两个阶段，在快速升温阶段芯
层升温速率随着板坯初含水率的提高而递增，在慢速升温阶段初含水率对芯层升温速率基本没有影响。
关键词:胶合板;含水率;导热系数;传热
Effects of moisture content on heat transfering during plywood during hot-pressing∥LIU Xiang，ZHANG
Yang，LI Wen-ding，JIA Chong
Abstract:In order to investigate the effect of moisture content on the thermal conductivity and heat transfer during hot
pressing of plywood，the quasi steady method was applied to measure the thermal conductivity of the resinated plywood as-
sembly with different moisture contents during hot pressing． The results showed that with moisture content increased from
10% to 20% ，the thermal conductivity increased significantly，and that plywood hot pressing can be divided into fast heat-
ing and slow heating phases． During the first phase the heating rate of the core layer rised with the increase of moisture con-
tent while during the second phase the impact of moisture content on the heating rate of the core layer could be ignored．
Key words:plywood;moisture content;thermal conductivity;hot pressing
Author’s address:College of Wood Science ＆ Technology，Nanjing Forestry University，Nanjing 210037，China
收稿日期:2012－09－06 修回日期:2012－10－21
基金项目:“十二五”国家科技支撑计划“胶合板生产干燥节能技术”
(编号:2012BAD24B0304) ;苏北科技发展计划———科技型企业技术创
新项目(编号:BC2011422)。
作者简介:刘翔(1977 －) ，男，实验师，博士生，研究方向为人造板工
艺。通讯作者:张洋，男，教授。E-mail:yangzhang31@ 126． com。
热压是胶合板生产的关键工序，研究热压过程中
板坯内部的热质传递现象对优化热压工艺，减少胶合
板生产能耗具有重要意义。国内外学者对人造板热
压热传递过程以及人造板的传热性能做了较多的研
究［1－4］。但以上研究主要集中在刨花板和纤维板领
域，对胶合板热压传热特性和影响因素研究较少。研
究表明，含水率是影响人造板导热性能的重要因子，
板坯内部的水分及其产生的水蒸气对板子的热量传
递过程具有重要作用［5－7］。本课题的目的是通过研
究不同含水率条件下胶合板坯常温导热系数的变化
规律，以及胶合板热压工艺的试验，揭示板坯初含水
应用研究 欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗欗