全 文 ：第名卷 第 1 期
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林 林 学 院 学 报 v 司 、 8恤 .工
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长 白松 木材 构造和
超微 观构造 的观 察 与 分析
刘君 良 沈文豪 周绍媛
( 吉林林学院木加 系 )
摘要 爪光学显微镜和扫描电镜对长白 松卫 `盯 Iv 麟 t : 拓 V盯 、 。 y行郎 t以 f沉忽沐
( T
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ke “ clt ih ) c 五邸鹰 。 t C , D . c如的卜宏观 、 微观泰超挺观构造进行 了观 察与分
析 。 发现长旬松 的舒线管她的内壁具有明显的据齿状加厚 , 锯齿的深度达 1 、 70 砰血 。 交
又场的纹孔多为窗格状 , 偶 尔也能 见到淞型 , 窗格状的饮 孔较大 , 数蚤为一个 , 松型纹
孔物卜多为二个或三个 , 通过 电镜观察 , 管胞壁上 没有发珑眉条和骤纹增厚 , 本文还呼
长白松不同高度 , 不 同龄级 , 不同株毅 的管胞苯度 , 宽度和壁厚等进行 了浏量和计论 ,
为进一 步地 了解 、 认识和利用长白松提供 了充分的理论依据 。
关锤何 : 管胞 , 纹孔 , 交叉场 , 木材构造
近年来关于长白松的研究 , 尤其是在 长自松分类问 题上 已经有人做 了不少 的工
作 :l 〕、 砂兀 “ , 但是对长白松的宏观 、 微观和超微观构造的研究非常少 。 本文利用光学
显微镜和扫描电镜相结合的方法 , 观察并且分析了长白松的构造 ; 并同红松和樟子松进
行了 .比较 。
1 材料和方法
1
`
1 材 料
试验样本采自吉林省二道白河 ,时间是 l 。即年忘月 。按规定试材株数应为 3 、 石株 ,
不得少于 3 株 , 但是长白松是国家稀有租珍贵树种 , 所以只采集了 2 株 ` 样木伐倒后自
伐根 1 . 。。 向上取样到枝下部分 . 在胸径处截取圆盘 , 然后每隔两来取一个两 米长的木
毅 , 在每一根木段的两端截取圆盘 , 见表 1 。
试材取回后按 G B 工, ” 一即才材物理 、 力学试材锯解及试样切取方法 进行 , 按东 、
酉 、 南 、 北方向加工成40 血饥又 ` 。。 尔的试条和圆盘 , 编上号 , 放在实验室内按标准堆
上垛 , 充分气干 , 供制做水材切片及加工力学强度试件用`
本文 l时 l年切月场 甘收到
吉 林0 7 百 林 环 字 阮 字 批 第 名卷
表 王
树种
编号
蜘径
大小
样木来集和处理
树高 试 样 截 取 位 爱
伐棍处年转我 树龄 朴全 高 技下高 编 号 戳攀 .高度 小 头真甚
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表申 : 编号是接第几裸科— 第几段编排的 二 名代表南邻
2 方 法
用直尺量取法测树本年轮 : 木材切片采用冰醋酸 、 双氧水棍合剂软化法迸行处理 , 、
切片机瓤片 , 禾材离析采用硝一象法 , 电镜扫描观察 , 根据龟镜样品台的要求 奋 , 制 取
尺寸适宣的样晶 , 使用捆- 5型离子俄射仪镀导电膜 ( 喷金处理 ) , 在 H印。一 2 型 电
子扫描显微镜下观察拍照 。 术材组级比量采用规则点测法进行测定 。
2 观察与讨论
2
.
1 生长轮
t树木的生长轮不但反映生长速度而且可以了解各年代间生沃及变化情况 。 胸径处生
长轮总数为招工 平均年轮宽度为.1 妙。 二 、 不同龄级的年轮宽度 , 晚材率见表 2 。
表 2 不同龄娅的年轮宽度 、 晚材率
树 龄
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晚 村 率 务
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从树木生长情况看 , 1 , 聋鑫年生长轮较宽 , 树木生长发育快 。 肠 、 3万年生长轮很均
匀 * 生长适中 , 晚材率很高 , 3 。、 切年 , 这 4 年生长轮突然变宽 , 平均 达 歇 5侧坦 m ,
41 、 那 一、 刊邀3。年生长是比较均匀的 , 生长轮变不环大 , 生长轮宽度偏小 。 从第“ 年起边材开始 , 心材结束 , 祀 、 冷年这 3 年生长轮又突然增宽 , 平均宽度为2 ` 3 3 3“ 。 了窗~马。年这巧年生长适中 , 但晚材率很小 , 只有 ;l . 1够 。 引 、 畔年 这 3 年生 长轮又突然 变
宽 , 晚材率高达 38 . 1够 。 舫 、 1邪年生长 轮最窄 , 只有认 打名二 m , 从宏 观 构 造观察 ,
在返2 “年当中 , 生长轮是逐渐变化的 , 靠近树皮处最小 , 生长轮的这种变化规律同树木
的立地条件 , 树木的生长特点相一致口项。
2
.
2 管 胞
署 . 2 . 1 管胞的 长度
管胞是组成针叶讨.的主要组成分予 , 「占整个木材组织的的肠以工 。 管袍龙水材科咐
第 工期 刘君良等 : 长白松木材构造和超微观构造的观察与分析
上称之为纤维 。 因此管胞的大小是评价原材料好坏 一的一个 关键性的指标 , 由于 树种不
同 , 取样的部位不同 , 从而导致管胞的大小具有明显的变异 , 见表 3 、 表 、 。
表 3 不同株数 、 不同高度管胞的长度 组血
编 号 1一 1 5 1一 2 5 1一 3 5 卜 l 苏 2一 2 5 2一另 颐
试 样 数
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年 轮 毅 1 、 1 5 I G~ 2 毛 玄3~ 3 6 3 7、 加 肠1~ 7卫 7 3内妇盛 甘5、 甘辛 公a、 1 2恶
试 样 数 母O
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从表 3 、 表 4 中可以看出 , 生长在相同的生态环境中 , 不同株数管胞长度的变异很
小 , 在同一株树内管胞的长度将随着高度的增加而变小 d 、其变异量 ,第一棵树为“ ` 5肠 ,
第二棵树为叙 . ,呱 , 以上数字是以高限做分摩求得 , 两棵树平均变异量为 1 7 、 容呱 。 随着
树龄的增加管胞的长度明显增大 , 但是到肠年以后这种变化不明显 , 就是说树木达到成
熟以后 , 随着树龄的增加管胞的长度变化不大、这一点同树木的生长规律相一致 〔“ 〕 , 用
数理统计的方法求出 、长白松平均管胞长度为.3 3雀牙。 。 ; 红松平均管胞长度为 歇。4 5。 。
樟子松平均管胞长度为 3 , l卯二 。 ( 3 ’ . 以长白松为基数同 红松 和樟子 松 相 比 , 长自松
的管胞长度比优质材红松和樟子松分别高导、 。够和 5 . 巧肠 。
2
.
.2 2 管胞 的直径 , 壁厚 和长宽比
长白松不同高度的直径 , 壁厚和细 胞腔的宽度见表 5 ,
表 5 不河高度管胞的直径 、 壁厚 、 施腔宽度 卜L血
细胞个数 个
均直径
材 魏 村
平均 壁辱
早 材 晚 村
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, 长白松不同高度 、 不同株数管胞的长宽比 、 腔径比见表 舀。
7 2 吉 林 林 学 院 报 第 8 卷
从表 5、 表 6中可 以看出 : 不同的
高度 , 管胞的直径 、 壁厚不同 ` 随着高
度的增加 , 管胞的直径和壁厚将变小 ,
管胞早材直径变异的量为 : 1 0 . 3肠 : 晚
材直径变异的量为 : 3丈. 8外。 管胞早材
壁厚变异的量为 : 3 2 . 白肠 ; 晚材壁厚变
异的量为 3 2 . 7物 。 因此水材的强搜将随
着高度的增加明显的减小 。
长白松的管胞长宽比平均为 9 .2 8 ;
表 6 不 同高度与株数管胞的长宽比 、
腔径比
胜 径 比编 号 细胞个数 平均长宽比
早 材 晚 材
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2 一 1 5 9 0 8 4 , 7 3 0 . 7 8 1 0 , 4 9 4
2 一 2 5 。。 8 8 、 9 1 0 . 7 9 5 0 , 4 7 `
2 一 3 5 9 0 9 2 . 8吞 0 . 8 8 2 0 、 5乙1
红松的管胞长宽比为韶 . 8 5 ` 名) , 樟子松的管胞长宽比为 84 . 0 ` 习’ 。 以长白松为基数同红
松 、 樟子松相 比 ,长白松的誉胞长宽比比优质材红松和樟子松分别高肠 . 8 够和 7 . 4肠 。
2
、
3 管胞壁上的特征
2
.
3
.
1 管胞壁上的纹孔
纹孔是 木材细胞壁上的重要特征 。 在立木中是相邻细胞间的 水分 和养分 流通 的渠
道 , 是影响木材干燥 , 木材防腐以及外`材胶合等关键的因素 , 在水材识别及利用上具有
一定的重要意义 。
长白松管胞壁上的纹孔多数都是具缘纹孔 , 如图 1 、 2 、 3 、 4 。 经扫描电镜观察
纹孑晰部分的微纤丝和纹孔塞部分的微纤丝均呈同心圆状 , 如图 5 、 6 、 7 、 8 。 长白松管胞壁上的纹孔排列有单列和双列两种 , 如图 1匀、 幻 、 23 , 以双列为多 ;
2
`
3
.
2 管胞壁上 的螺纹加厚 、 眉条和瘤层
经过扫描电镜观察 , 长白松管胞壁的内表面没有发现螺纹加厚和瘤层 。 在具缘纹孔 -
的上下边缘 一也没有发现眉条 。
2
.
4 木射线管胞和交又场纹孔
2
,
4
.
1 木射线管胞
木射线管胞是横生的厚壁细胞 , 它位于木射线的上下 边缘 , 形体似 木射 线薄壁细
胞 , 同木射线的明显 区别是射线管胞的胞壁上有具缘纹孔 ,而木射线细胞的胞壁上是单纹
孔 , 如图2 。 、 2 2 、 24 。
经过 木材切片和扫描电镜观察发现长白松射线管胞的内壁具有明显的锯齿状加厚 ,
据齿的高度平均达 1 . 7卜m , 如 图17 、 18 。 通过射线管胞内壁锯齿状加厚的星化 , 可以进
一步地研究长白松分类问题 。
2
. 连 . 2 交又场 纹孔
在径切面上木射线薄壁细胞与轴向管胞相交叉的平面称为交叉场 。 在这个区域内的
纹孔称为交叉场纹孔 。 交叉场内纹孔的类型是识别针叶材的主要特征之一 。
经过木材切片和扫描电镜观察 , 发现长白松交又场内的纹孔大多数都为窗格状如图
9
,
1 1
、
1 3
、
14
、
15
` 每一个交叉场内的 纹孔多为一个 , 偶尔也 出现二个或三个如图
1 6
。 交叉场内的纹孔除窗格状外还有少数呈松型如图 1 0 、 1 2 。 从交叉场内的纹孔看是松
第 1 期 刘君 良等 : 长白松木材构造和超微观构造的观察与分析 73
属树种的典型特征 ,
3 结 论
3
.
1 长白松木材管胞长度比优质材红松 、 樟子松平均高 9 呱和 5 6呱 ; 长宽 比 分别 高
2 5
.
8肠和 .7 4肠 。 从而可知长白松的材质在某种程度上优于红松和樟子松 。
3
.
2 长 白讼生长轮平均宽度为 1 . 4 2 o m , 晚材率为2 0 . 4 6肠 ; 从生长轮宽度和管胞大小
来判断劝` 7 。年为长白松的树木成熟龄 。
3
.
3 长白松管胞壁上的纹孔和交叉场内的纹孔同松属的特征 相同 , 但是管 胞壁 .上没有
眉条和螺纹加厚 。
3
.
4
_长白松木射线管胞内壁的锯齿状加厚明显 , 平均锯齿高度达 1 ` 7 ; 爪 。
参 考 文 献
1 徐 文铎等 . 长 白松林的群落学特征 . 森林生态系统研究 , 1 98 民 ( 花 ) : “ 、 6 7
2 谷安根等 , 长白松 的木材解剖及其分类问题 . 中国植物研 究 , 19 翁 , ( 3 ) : 91 、 94
3 陈伯林等 . 东北针叶树材 交叉场 纹孔扫描 电镜观察 , 东非林业 大学学报 , 均 8 5 ,
( 3 )
:
82 ~ 95
4 彭海源等 . 电镜观 察木材样品制备技术 . 东北林业大学学报 , 19 87 , 54 ~ 57
5 彭海源等 . 东北针 叶树材超微观构造观察 . 东北林业 大学学才氏 1 98 5 , ( 4 ) : 8 ~ 1