全 文 :第 35 卷 第 10期 西北农林科技大学学报(自然科学版) Vo l. 35 No. 10
2007 年 10 月 Journal o f No rthw est A & F Unive rsity(Nat. Sci. Ed.) Oct. 2007
陕西壳斗科栎属与青冈属主要木材研究*
赵泾峰 ,冯德君 ,雷亚芳
(西北农林科技大学机电学院 , 陕西杨凌 712100)
[ 摘 要] 为了了解陕西壳斗科木材的材质和利用价值 , 采用常规木材解剖方法 , 对陕西产壳斗科最具代表性
的 5类木材(栎属的麻栎类 、槲栎类 、高山栎类 、巴东栎类和青冈属的青冈类)的解剖构造进行了研究。结果发现 , 这 5
类木材的主要特征为:环孔材或辐射孔材 , 单管孔 , 单穿孔为主 , 导管壁上纹孔互列 ,具环管管胞和木纤维 , 薄壁组织
呈星散 - 聚和状和离管带状 ,同形射线为主 , 单列或多列;麻栎类和槲栎类木材构造较为接近 ,均为环孔材 , 木材结构
粗且不均匀 ,材面具有美丽花纹 , 是家具 、地板和室内装饰的首选木材;高山栎类 、巴东栎类和青冈类木材构造较为接
近 ,均为辐射孔材 , 木材结构略细 ,材质略均匀 , 材面花纹不显著 ,因此在材质要求均匀或花纹无特殊要求时可选用此
类木材。
[ 关键词] 壳斗科;栎属;青冈属;木材解剖构造
[ 中图分类号] S781. 1;S792. 18 [ 文献标识码] A [ 文章编号] 1671-9387(2007)10-0196-07
Wood study on Quercus and Cyclobalanopsis
of Fagaceae in Shaanxi Province
ZHAO Jing-feng , FENG De-jun , LEI Ya-f ang
(Col lege o f Mechanical and E lectronic Eng ineering , Nor thwest A &F Un iver sity ,Yang l ing ,Shaan xi 712100 , Ch ina)
Abstract:In o rder to enhance the value in use of Fagaceae , this paper studied 5 representative v ariet ies
anatomic st ructures of Quercus Linn and Cyclobalanopsis Oerst f rom Shaanxi Pro vince by using regular
w ood anatomic method ,namely Quercus variabi li s , Quercus al iena ,Quercus spinosa , Quercus spathulat and
Cyclobalaopsis glauca. Results show ed that the w ood in general could be characterized by ring or radial
po rous w ood , solitary vessels , simple perfo rations , opposi te pit ting of vessel w all , g round tissue of vasicen-
t ric t racheid and f ibers wi th simple to minutely bo rdered pi ts ,pa renchyma diffuse-in-agg regates and in apo-
t racheal banded ,homocellular compound and uniseriate ray s;Q. variabi l is and Q. aliena were similar in an-
a tomic st ructures ,bo th were ring po rous w ood wi th rough and asymmetry tex ture , and possessed beautiful
grain in face ,which could be chiefly used in furni ture , f loor and indoo r deco ration;Q. spinosa , Q. spathula-
ta and Cyclobalanopsis glauca were similar in anatomic structures. All of them were radial po rous w ood
wi th exquisite and unifo rmity tex ture. The face g rain w as not no table. So , we could use Fagaceae w ood
when the demand o f unifo rmity tex ture w as higher o r g rain w as no t specific.
Key words:Fagaceae;Quercus;Cyclobalanopsis;anatomic st ructures of w ood
壳斗科(Fagaceae)植物在我国分布广 、经济价
值高 、生态效益显著 ,在农林业生产中具有十分重要
的地位[ 1] 。壳斗科植物国内产 7属约 300 多种 ,几
乎遍布全国[ 2-3] 。陕西省地处亚热带与暖温带的过
*[收稿日期] 2007-01-15
[基金项目] 国家林业局“ 948”项目(2005-4-68)
[作者简介] 赵泾峰(1968 -),女 ,陕西泾阳人 ,讲师,主要从事木材科学与技术研究。
DOI牶牨牥牣牨牫牪牥牱牤j牣cnki牣jnwafu牣牪牥牥牱牣牨牥牣牥牫牴
渡地区 ,壳斗科植物非常丰富 , 有 5属约 37 种 ,是
全国壳斗科木材的集中产区之一。壳斗科植物是组
成陕西森林的主要树种 ,也是植物区系的主要成
分[ 4] 。在西部大开发及木制品 、家具 、地板及室内装
饰等行业对栎类木材需求不断增加的形势下 ,探讨
陕西壳斗科植物木材的构造对其性质与利用研究 ,
具有重要的现实意义 。
前人对国内壳斗科木材的识别和分类研究较
多[ 5-12] ,而对壳斗科木材的材质及利用研究较少。
林金星[ 13] 对国产壳斗科 6属 70种木材进行了解剖
研究 ,探讨了壳斗科植物 6个主要鉴别特征的演化
趋势 。汪师孟等[ 14] 对采自北京市平谷县的栓皮栎
(栎属)木材的构造及物理 - 力学性质进行了研究 ,
为该木材的加工利用提供了参考。但至今尚未见关
于陕西产壳斗科木材材质及利用的研究报道。为
此 ,本研究对陕西壳斗科栎属(Quercus)的麻栎类 、
槲栎类 、高山栎类和巴东栎类等 4 类的代表树种及
青冈属(Cyclobalaopsis)的青冈类的代表树种木材
的解剖构造进行了研究 ,以为陕西栎木和青冈木的
加工利用提供科学依据。
1 材料与方法
1. 1 供试材料
麻栎类栓皮栎(Quercus variabi l is), 1986年采
自宁陕县 , 树高 20 m , 胸径 42 cm 。槲栎类槲栎
(Quercus aliena)和高山栎类剌叶栎(Quercus spi-
nosa),1984年均采自太白县 ,槲栎树高 20 m ,胸径
36 cm;刺叶栎树 ,高 10 m ,胸径30 cm 。巴东栎类匙
叶栎(Quercus spathulata), 1986年采自略阳县 ,树
高 12 m ,胸径 24 cm 。青冈属青冈(Cyclobalaopsis
glauca), 1983 年采自略阳县 ,树高 20 m , 胸径 30
cm 。样木均干形饱满 ,生长良好。
1. 2 试验方法
在每种木材胸高处截取 10 cm 厚的圆盘 ,通过
髓心沿南北向截取 2 cm 宽的木片 ,选取中等宽度的
生长轮 ,用常规的方法制作切片 ,利用光学显微镜观
察木材微观构造特征 。其余的试材在放大镜下观察
其宏观构造 。
2 结果与分析
2. 1 麻栎类栓皮栎
2. 1. 1 英文名 、地方名及分布 栓皮栎英文名为
O riental Oak 、Chinese Co rk Oak ,地方名有厚皮树 、
软皮栎 、耳树 、黑口耳树 、橡树 、花栎木 、大叶橡 、红
橡 、粗皮青刚 、厚皮青刚 、红青刚 、白麻栎 、老栎 、黄花
栎 、粗皮栎 、厚皮栎 、红栎 、耳子树和厚皮杜等 。主产
于秦岭和巴山林区 ,在关山 、黄龙 、黄陵林区也有分
布。
2. 1. 2 木材宏观构造 为环孔材(图 1-Ⅰ)。心边
材区别较明显 ,边材暗黄褐色或灰黄褐色 ,心材红褐
至鲜红褐色 。木材有光泽 ,新鲜心材常有酸臭气味 ,
无特殊滋味 。生长轮很明显 ,宽度较均匀。早材管
孔略大 ,宽 1 ~ 5(多为 1 ~ 3)管孔;晚材管孔略小 ,在
放大镜下可见 ,径列或似火陷状。心材管孔内常见
侵填体 。早晚材急变 。轴向薄壁组织量多 ,主要呈
离管带状(排列成细弦线)及星散- 聚合状。木射线
分宽窄两类:窄木射线极细;宽木射线(复合射线)在
横切面上很明显 ,在弦切面上呈褐色纺锤形 ,径切面
上射线斑纹甚明显。波痕及胞间道缺如 。
图版 1 栓皮栎木材的结构
Ⅰ .环孔材;Ⅱ .晚材管孔;Ⅲ .复合射线;Ⅳ.同形射线
Plate 1 Micro structure o f Quercus variabi lis w ood
Ⅰ . Ring porous w ood;Ⅱ . Latewood pore;Ⅲ . Compound ray;Ⅳ. H om ogeneou s ray
2. 1. 3 木材微观构造 在早材带横切面上 ,导管为
圆形及卵圆形 ,壁薄 ,部分导管内有侵填体;晚材带
横切面上 ,导管形状与早材带基本相同(图 1-Ⅱ),单
独 ,壁厚 ,径列或火焰状;螺纹加厚缺如 。木材单穿
197第 10 期 赵泾峰等:陕西壳斗科栎属与青冈属主要木材研究
孔 ,穿孔底壁略倾斜 。管间纹孔式互列 ,纹孔口内
函 ,呈透镜形及卵圆形;环管管胞甚多 ,且很明显;轴
向薄壁组织量多 ,大多数呈星散 - 聚合及离管带状
(宽 1 ~ 3细胞 ,排列略规则),少数呈星散状 ,偶为环
管状(管周通常为环管管胞);薄壁细胞端壁节状加
厚不明显 ,部分含树胶 ,未见晶体。木纤维壁厚 ,长
约 1 098 μm;具缘纹孔 ,很小 ,量多;具胶质木纤维。
木射线非叠生 ,分宽窄 2类:窄木射线通常单列(稀
2列或成对),多数高 5 ~ 15细胞;复合射线(图 1-
Ⅲ)宽至许多细胞 ,被许多窄木射线分隔 ,高有许多
细胞 。射线组织同形单列及多列(图 1-Ⅳ);射线细
胞常含树胶 ,具菱形晶体(一部分为含晶异细胞);射
线细胞端壁节状加厚 ,水平壁纹孔多而明显 。射线
与导管间纹孔式通常为刻痕状 ,少数为肾形或类似
管间纹孔式。胞间道缺如 ,与潘欣等[ 1 5] 研究结果一
致。
2. 1. 4 木材性质 木材纹理直 ,结构粗 ,不均匀 ,密
度大(气干密度为 0. 792 ~ 0. 923 g /cm3),材质硬至
甚硬 ,干缩大或甚大(径向干缩系数为0. 146%~
0. 229%,弦向干缩系数为 0. 327%~ 0. 443%);强
度中至高(顺纹抗压强度 45. 30 ~ 63. 25 Mpa ,抗弯
强度 75. 50 ~ 117. 48 MPa),冲击韧性高。
木材干燥困难 ,容易径裂与翘曲 ,耐腐蚀 ,但易
受天牛危害 ,防腐处理不易。木材加工困难 ,不易获
得光滑的切削面 ,径切面银光花纹明显 ,油漆后光亮
性良好 ,胶粘性能好 ,握钉力强 ,不易钉钉。
2. 1. 5 木材利用 由于木材强度大 、耐冲击 、富于
弹性 、耐腐蚀 ,因此适宜作枕木 、坑木 、篱柱 、电杆及
横杆 、木桩 、运动器械(如单双杠及高低杠 、跳板 、拉
杆等)、车辆 、机器零件 、桥梁 、工农具柄 、炮车 、农村
用材(如水车龙骨 、板车 、鞋楦)、木桶(如酿造用桶
等)、纺织材(如打梭棒)等 。木材硬 、重且耐磨 ,油漆
性能良好 ,花纹美观 ,是制作家具 、仪器箱盒 ,走廊扶
手 、乐器柄 、拼花地板 、胶合板(锯切)、门框及其他室
内装修和汽锤垫木的良好材料 。发热量高 ,为优良
的薪材及烧制木炭用材。
原木堆置可以培养香菇 、银耳 、木耳等 ,树皮及
壳斗可提栲胶 ,叶可饲柞蚕 ,种子可酿酒或作饲料。
树皮是我国软木工业的主要原料 ,用以制作软木砖 、
软木纸 、救生衣 、瓶塞及室内装饰材料[ 16] 。
本类木材陕西产的还有麻栎 (Q. acutissi-
ma)[ 1] 。
2. 2 槲栎类槲栎
2. 2. 1 英文名 、地方名及分布 槲栎英文名为 O-
riental Whi te Oak;地方名有:橡树 、青刚 、细皮青
刚 、大叶青刚 、大叶栎树 、白皮栎 、白栎树 、白栎 、虎
朴 、波罗树和槲树等 。主要分布于秦岭 、巴山 、关山 、
黄龙 、黄陵等林区。
2. 2. 2 木材宏观构造 木材为环孔材(图 2-Ⅰ),心
边材区别明显 ,边材浅黄褐色 ,心材浅栗褐色或栗褐
色。木材有光泽;无特殊气味和滋味;生长轮甚明
显 ,宽度较均匀;早材管孔略大至甚大 ,通常宽 1(少
数 2)列管孔。晚材管孔甚小 ,在放大镜下不见或略
见 ,火焰状径列 ,宽多列管孔;心材管孔中侵填体颇
多。早材至晚材急变 。轴向薄壁组织量多 ,呈离管
细弦线排列 ,肉眼可见 ,位于早材带及火焰状区域
(色浅)内 ,与环管管胞混生而不易区别 。木射线中
至略密 ,宽木射线(和麻栎相比)较窄 、较高 ,主要呈
线形。波痕及胞间道缺如 。
2. 2. 3 木材微观构造 在早材带横切面上 ,导管呈
卵圆形或稀圆形 ,壁薄 ,侵填体可见 。在晚材带横切
面上 ,导管通常呈不规则多角形 ,单管孔 ,少数呈短
径列复管孔 2 ~ 3 个(通常 2个),火焰状径列 ,壁薄
(图 2-Ⅱ);螺纹加厚缺如。单穿孔 ,穿孔底壁水平或
略倾斜 。管间纹孔式互列 ,纹孔口内含 ,透镜形 。环
管管胞甚多 。轴向薄壁组织量多 ,主为星散 - 聚合
状及离管带状 ,宽 1 ~ 2细胞 ,排列不规则 ,弦向断续
相连 ,少数呈星散状 ,环管状偶见;薄壁细胞端壁节
状加厚不明显 ,含少量树胶 ,具菱形晶体 ,分室含晶
细胞可连续多至 18个或以上 。木纤维壁厚至甚厚 ,
平均长 1 590μm 。木射线非叠生 ,窄木射线通常单
列(少数 2列或成对),多数高达 5 ~ 20细胞;宽木射
线全为复合射线(图 2-Ⅲ),最宽处宽至许多细胞 ,被
许多窄木射线分隔 ,高许多细胞。射线组织一般为
同形单列及多列(图 2-Ⅳ),偶见直立或方形射线细
胞 ,射线细胞含少量树胶 ,菱形晶体可见 ,端壁节状
加厚及水平壁纹孔略明显 。射线与导管间纹孔式为
刻痕状 ,少数类似管间纹孔式 。胞间道缺如。
2. 2. 4 木材性质 木材纹理直 ,结构粗 ,不均匀。
木材密度大(气干密度为 0. 789 ~ 0. 878 g /cm3)而
硬 ,干缩大(干缩系数径向为 0. 192%~ 0. 228%,弦
向为 0. 336%~ 0. 354%);强度中或中至高(顺纹抗
压强度为 43. 74 ~ 55. 90 MPa ,抗弯强度为 96. 01 ~
122. 49 M Pa),冲击韧性高。
198 西北农林科技大学学报(自然科学版) 第 35 卷
图版 2 槲栎木材的结构
Ⅰ .环孔材;Ⅱ .晚材管孔;Ⅲ .复合射线;Ⅳ.同形射线 ,单穿孔
Plate 2 Microstr ucture o f Quercus aliena wood
Ⅰ . Ring porous w ood;Ⅱ . Latew ood po re;Ⅲ . Compound ray;Ⅳ. Homogeneous ray , simp le perforation
木材干燥缓慢 ,但开裂和翘曲较麻栎(Quercus
acutissima)好 。木材加工较难 ,不易锯 、刨 ,加工刀
锯必须保持锋利 ,否则切削面不易光洁 。握钉力强 ,
钉钉难。木材胶接性和油漆性良好 。
2. 2. 5 木材利用 槲栎利用略同栓皮栎 ,可用作重
型锻压机基底的垫木 、坑木 、造船材 、建筑承重构件 、
高能地板 、车辆材;也可用作农具 、家具 、旋(刨)切作
贴面用薄木及胶合板 、室内装饰 、体育器械等[ 16] 。
本类木材陕西产的还有锐齿栎(Q. acut issima
var. acuteserrata)、枹栎(Q. gland uli f era)、辽东栎
(Q. l iaotungensis)、房山栎(Q. f angshanensis)、槲
树(Q. dentata)、河北栎(Q. hopeiensis)和西南槲树
(Q. dentate var. oxy loba)[ 1] 。
2. 3 刺叶栎(高山栎类)
2. 3. 1 英文名 、地方名及分布 刺叶栎的英文名为
Spine-leaved Oak ,地方名分别有高山栎 、巴郎栎 、巴
郎山栎等 ,主要分布于秦巴山区 ,如凤县 、宁强县等 。
2. 3. 2 木材宏观构造 木材为辐射孔材 ,与汪秉
全[ 17-18] 的研究结果一致(图 3-Ⅰ),心边材区别略明
显或不明显 ,边材浅灰褐或黄褐色 ,心材浅红褐至红
褐色。木材具光泽 ,无特殊气味和滋味 ,生长轮不明
显;管孔略小 ,在肉眼下不见 ,放大镜下明显 ,大小基
本一致 ,但分布不均匀 ,径列 ,列宽 1 ~ 7管孔(比青
冈属管孔多而小)。轴向薄壁组织在放大镜下明显 ,
呈断续离管细弦线。木射线中至略密 ,分宽窄两类 ,
窄射线极细至甚细 ,放大镜下可见;宽射线在肉眼下
横切面上甚明显 ,弦切面上呈线形 ,间或被轴向解剖
分子(木纤维)分隔成段(半复合射线),径切面上射
线斑纹极明显。木材波痕及胞间道缺如 。
图版 3 刺叶栎木材结构
Ⅰ .辐射孔材;Ⅱ .同形射线 ,晶体;Ⅲ.异形Ⅲ型射线 ,单穿孔;Ⅳ.复合射线
P la te 3 Micro structure of Quercus spinosa w ood
Ⅰ . Radial porous w ood;Ⅱ . H omogeneous ray , crystal-b earing cell;Ⅲ . Heterogeneou s ray-Ⅲ , simple perforation;Ⅳ. Com pound ray
2. 3. 3 木材微观构造 木材在横切面上 ,导管为圆
形划或卵圆形 ,单管孔 ,径列 ,壁厚 ,侵填体偶见 ,螺
纹加厚缺如。木材单穿孔 ,穿孔底壁略倾斜至倾斜;
管间纹孔式互列 ,纹孔口内函 ,透镜形;环管管胞甚
多 ,径列管孔埋藏于其间 。轴向薄壁组织量多 ,主要
呈断续离管带状 ,宽 1 ~ 2 细胞(有时局部宽至 3细
胞或以上),少数呈星散及星散 -聚合状;环管状偶
见;薄壁细胞端壁节状加厚不明显或略明显 ,含少量
树胶 ,晶体可见。木纤维壁厚至甚厚 , 平均长 900
μm ,具缘纹孔数量多。木射线非叠生 ,窄木射线通
常宽 1列(稀成对或 2列)细胞 ,高 1 ~ 18 细胞或以
上;宽木射线多为复合射线(图 3-Ⅳ),高许多细胞 ,
199第 10 期 赵泾峰等:陕西壳斗科栎属与青冈属主要木材研究
超出切片范围。射线组织为同形单列(图 3-Ⅱ)及多
列和异形 Ⅲ型(图 3-Ⅲ),直立或方形射线细胞较横
卧射线细胞略高 ,射线细胞含少量树胶 ,晶体可见 ,
端壁节状加厚 ,水平壁纹孔略明显 。射线与导管间
纹孔式多为刻痕状 ,一部分为圆形 ,大小同管间纹孔
式。胞间道缺如 。
2. 3. 4 木材性质 木材纹理通常直或略倾斜 ,结构
细且均匀 ,材质重至甚重(气干密度为 0. 90 g /cm3)
而硬 ,干缩甚大(干缩系数径向为 0. 274%,弦向为
0. 457%);强度甚高(顺纹抗压强度为70. 8 M Pa ,抗
弯强度为 152. 8 M Pa),冲击韧性亦甚高。
木材干燥困难 ,由于宽大木射线存在 ,干燥过程
常产生径裂和翘曲;自然耐腐性高 ,边材常受虫蛀 ,
防腐剂浸注不易;加工困难 ,工具易钝 ,切削面不易
光滑;径面银光纹理显著;油漆性能及胶粘性能良
好;握钉力强 ,不易钉钉 ,为防止钉钉劈裂应预先打
孔。
2. 3. 5 木材利用 适用于建筑 、车辆 、船舶 、枕木 、
篱柱 、运动器械 、农具 、家具 、地板及室内装饰 、仪器
箱盒 、纺织机械和纺织器材等[ 16] 。
2. 4 巴东栎类匙叶栎
2. 4. 1 英文名及地方名 匙叶栎的英文名为
Spoon-leaved Oak ,地方名为青檀和新津槠 ,主要分
布于秦巴山区 ,如岚皋 、户县 、周至等县。
2. 4. 2 木材宏观构造 木材为辐射孔材(图 4-Ⅰ),
与汪秉全[ 17-18] 的研究结果一致。心边材区别明显 ,
边材狭窄 ,浅黄褐到灰黄色 ,心材红褐色 。木材具光
泽;无明显气味和滋味;生长轮略明显至不明显 ,外
形为不规则的波浪状 ,轮间界以色暗的纤维窄带 ,宽
度略均匀。管孔在放大镜下明晰 ,早材到晚材管孔
的大小渐变到略急变 ,分布不均匀 ,呈溪流状径列 ,
列宽约 1 ~ 5管孔 ,侵填体少。轴向薄壁组织肉眼可
见 ,离管型为细线带状;在溪流状的区域内 ,薄壁组
织与管孔相连成径列 ,既有傍管的 ,又有离管的 。木
射线有宽 、窄两种 ,宽射线肉眼可见 ,为聚合木射线 ,
在弦切面上为长短不等的线条 ,径切面上射线斑纹
肉眼可见;窄射线在放大镜下略可见 。波痕及胞间
道缺如 。
图版 4 匙叶栎木材的结构
Ⅰ .辐射孔材;Ⅱ .异形射线 ,单穿孔;Ⅲ .同形射线;Ⅳ.复合射线
P late 4 Micro structur e of Quercus spathulata w ood
Ⅰ . Radial porou s w ood;Ⅱ . Heterogeneou s ray , simple perforation;Ⅲ . H omogeneous ray;Ⅳ. Compound ray
2. 4. 3 木材微观构造 横切面上导管以圆形为主 ,
少数卵圆形 ,单管孔 ,径列 ,壁厚 ,无侵填体 ,螺纹加
厚缺如。单穿孔 ,梯形穿孔偶见 ,穿孔底壁水平或倾
斜。管间纹孔式互列 ,纹孔口内函 ,透镜形。环管管
胞与薄壁组织混生 ,并包围导管。木纤维壁厚至甚
厚 ,平均长 905 μm 。轴向薄壁组织略多 ,主要为断
续离管带状 ,宽 1 ~ 2细胞 ,少数呈星散及星散 -聚
合状 ,偶见环管状;薄壁细胞端壁节状加厚不明晰 ,
具分室含晶细胞 ,晶体可连续达 9细胞或以上。木
射线非叠生 ,有宽 、窄 2种 ,宽射线为半复合型(图 4-
Ⅳ);窄射线通常宽 1 列细胞 , 偶见 2 列 , 高 2 ~ 19
(多数为 5 ~ 8)细胞;射线组织同形(图 4-Ⅲ)单列及
多列和异形Ⅲ型(图 4-Ⅱ),直立或方形细胞较横卧
细胞略高 ,位于射线边缘者 1 ~ 2列 ,晶体可见 ,端壁
节状加厚及水平壁纹孔略明显 。射线与导管间纹孔
式类似管间纹孔式。
2. 4. 4 木材性质 木材纹理通直或微倾斜;结构细
至中等 , 略均匀。木材甚重(气干密度为 1. 024
g /cm3)而硬 ,干缩中或大(干缩系数径向为0. 229%,
弦向为 0. 379%);强度中至高(顺纹抗压强度为 56. 3
MPa ,抗弯强度为169. 1 MPa),冲击韧性高。
木材因具栎木型射线且密度大而不易干燥 ,自
然干燥时 ,材垛须严格按要求堆积 ,通风宜适度 ,人
工干燥宜采用软基准 ,否则易产生开裂和变形。心
材天然耐腐性强 ,防腐剂浸注困难。边材易变色 、腐
朽和虫蛀。木材加工性能尚好 ,但因木材坚硬 ,锯 、
刨 、车 、旋等加工均要求刀锯锐利 ,切削角度稍小时 ,
切削面很光滑。木材握钉力强 ,钉钉困难 ,必须预先
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打孔后钉钉。木材胶粘和油漆性能良好 。
2. 4. 5 木材利用 适用于打梭棒 、木梭 、纱管 ,还适
用于车辆 、农具 、家具 、地板及室内装修 ,也可生产微
薄木 ,并可用作工具柄 、乐器 、体育用材等[ 16] 。
本类木材陕西产的还有尖叶栎(Q. oxyphy l-
la)、橿子栎(Q. baroni i)、多毛橿子栎(Q. baronii
var . capi llata)、巴东栎(Q. eng leriana)、岩栎(Q.
acrodonta)、乌冈栎(Q. phi l ly raeoides)和铁山栎
(Q. cocci f eroides)[ 1] 。
2. 5 青冈属青冈
2. 5. 1 英文名及地方名 青冈的英文名为 Blue
Japanese Oak 、 Ring-cupped Oak 、Grey-blue Cy-
clobalanopsis ,地方名分别有白青冈 、青刚 、青冈栎 、
青栲 、青柴 、大叶青刚 、四季青 、栎树 、铁栎 、大叶栎 、
柞子 、栗子树 、槠 、白槠 、铁线槠 、秃槠 、石头槠 、槠子
柴和紫心木等;主要分布于秦巴山区 ,如岚皋 、略阳 、
宁强等县。
2. 5. 2 木材宏观构造 木材为辐射孔材(图 5-Ⅰ),
与汪秉全[ 17-18] 的研究结果一致 。心边材区别不明
显 ,呈灰黄色 、灰褐色带红或浅红褐色带灰 ,外面部
分材色常稍浅。木材具光泽;无特殊气味和滋味;生
长轮不明显 ,轮间有时界以深色纤维带 ,宽度略均
匀。管孔大小中等 ,肉眼不见至略见 ,大小略一致 ,
分布不均匀 ,呈溪流状径列 ,列宽 1 ~ 3管孔 ,有侵填
体。轴向薄壁组织量多 ,主为离管带状。木射线中
至略密 ,分宽窄两类 ,窄木射线极细至甚细 ,放大镜
下可见 ,在肉眼下材身呈斑点状;宽木射线在肉眼下
甚明显 ,被许多窄木射线分隔 ,在材身及弦切面上呈
纺锤状 ,常见分隔(半复合射线),径切面上射线斑纹
明显。波痕及胞间道缺如 。
图版 5 青冈木材的结构
Ⅰ .辐射孔材;Ⅱ .离管带状轴向薄壁组织 ,单穿孔;Ⅲ .同形及异形射线;Ⅳ.复合射线
P late 5 Micro structure of Cyclobalaopsis glauca w ood
Ⅰ . Radial porou s wood;Ⅱ . Apot racheal-banded paren chyma , simple perforation;Ⅲ . Homogeneous and heterogeneous ray;Ⅳ. Com pound ray
2. 5. 3 木材微观构造 木材横切面上导管为圆形
或卵圆形 ,通常单管孔 ,径列 ,壁厚 ,部分导管含侵填
体 ,螺纹加厚缺如。木材单穿孔 ,穿孔板略倾斜或至
平行;管间纹孔式互列;环管管胞围绕于导管周围。
轴向薄壁组织量多 ,主为离管带状 ,呈连续弦向带 ,
宽 1 ~ 4细胞 ,少数呈星散及星散 - 聚合状 ,环管状
偶见;薄壁细胞端壁节状加厚常不明显 ,少数含树
胶 ,具菱形晶体 ,分室含晶细胞可连续多至 11个或
以上。木纤维壁厚至甚厚 ,平均长 1 270 μm 。木射
线非叠生 ,窄木射线通常宽 1(间或 2 列或成对)细
胞 ,高 1 ~ 24细胞或以上 ,多数 5 ~ 15 细胞;宽木射
线多为半复合射线(图 5-Ⅳ),聚合射线偶见 ,最宽处
宽至许多细胞 ,高至许多细胞;射线组织同形单列或
多列 ,有时可见异形 Ⅲ型(图 5-Ⅲ),射线细胞含少量
树胶 ,常有菱形晶体出现 ,端壁节状加厚 ,水平壁纹
孔多不明显。射线与导管间纹孔式主要为刻痕状。
胞间道缺如。
2. 5. 4 木材性质 木材纹理直 ,结构粗而匀 。木材
重(气干密度为 0. 829 ~ 0. 900 g /cm3),硬或甚硬 ,
干缩大(干缩系数径向为 0. 169%~ 0. 191%,弦向
为 0. 406%~ 0. 438%);强度高(顺纹抗压强度为
57. 76 ~ 64. 23 M Pa ,抗弯强度为 124. 54 ~ 141. 80
MPa),冲击韧性高。
木材干燥困难 ,干缩大 ,径向 、弦向干缩差异大 ,
容易变形并产生开裂 、劈裂及表面硬化;耐腐蚀 ,常
见有家天牛危害 ,防腐处理困难。木材材质甚硬 ,加
工困难 ,但切削面光滑 ,径面上具有美丽的宽射线斑
纹(银光花纹),油漆后光亮性良好 ,易胶粘 ,握钉力
强 ,但有劈裂倾向 ,耐磨损 。
2. 5. 5 木材利用 木材材质均匀一致 ,坚硬耐磨 ,
因此有许多用途为麻栎属环孔材树种所不及 ,为国
内制作织布木梭的首要材料 。本属木材因强度大 、
弹性好 、耐冲击 ,特别是红青冈类耐腐性强 ,在土木
工程及运动器械方面应用甚广 。原木或原条可作枕
木 、矿柱 、篱柱 、电杆及横档 、木桩 、桥梁 、房梁及柱
子 、胶合板(锯切)。板材是船舶 、车辆 、打梭棒 、机
201第 10 期 赵泾峰等:陕西壳斗科栎属与青冈属主要木材研究
械 、乐器柄 、运动器械(冰球拍 、单双杠及高低杠 、踏
板 、拉杆 、倒立柱等)、垫板 、工农具柄及其他农具 、刨
架 、车工(如玩具等)、流体木桶等的材料。另外 ,木
材因具有耐磨损 、油漆性能良好且径面花纹美丽 、硬
度大等特点 ,适于用作拼花地板 、家具 、走廊扶手 、仪
器箱盒等[ 16] 。陕西产青冈属的木材还有曼青冈(C.
oxyodon)、小叶青冈(C. myrsinae f ol ia)、短星毛青
冈(C. breviradiata)、细叶青冈(C. graci lis)和多脉
青冈(C. mult inervis)[ 1] 。
3 结 论
5类木材的主要特征归纳如下:心边材区别明
显或不明显 ,生长轮明显或不明显;环孔材或辐射孔
材;单管孔;单穿孔(晚材偶见梯状穿孔);导管壁上
纹孔式互列;具环管管胞和木纤维;薄壁组织量多 ,
呈星散- 聚和状和离管带状;射线组织以同形为主 ,
有时可见异形 Ⅲ型;除单列射线外大部分还有复合
射线 ,射线细胞含少量树胶 ,有菱形晶体 。木材材质
重或甚重 ,硬或甚硬 ,耐磨 ,干缩系数大 ,强度中至高
或甚高 ,冲击韧性高 。干燥和加工困难 ,胶粘和油漆
性能良好 。木材在建筑 、车辆 、船舶 、枕木 、篱柱 、运
动器械 、农具 、家具 、地板及室内装饰 、仪器箱盒 、纺
织等领域应用广泛。
栎属的麻栎类和槲栎类在一个生长轮内 ,其早
材管孔明显比晚材管孔大 ,沿生长轮呈环状排列 ,有
一至多列 ,为环孔材 ,这类树木多为落叶乔木;高山
栎类 、巴东栎类和青冈属青冈类 ,其管孔大小在一个
生长轮内没有明显变化 ,排列不均匀 ,呈宽窄不同的
径列状 ,可以穿过一个或多个生长轮 ,为辐射孔材 ,
这类树木为常绿或半常绿的乔木 、小乔木及灌木。
麻栎类和槲栎类木材的构造 、性质及用途相近。
麻栎类和槲栋类木材在构造上的区别在于:前者的
心材红褐色 ,晚材管孔配列方式为辐射状或径列 ,管
孔圆形或椭圆形 ,侵填体相对较少 ,宽木射线为复合
或半复合型 、纺锤状;后者的心材黄褐色 ,晚材管孔
配列辐射状火焰形 ,管孔多边形 ,侵填体相对丰富 ,
宽木射线复合型 ,木射线高度比前者相对要高。这
类木材结构粗 ,不均匀 ,在纵切面早晚材急变以及复
合射线可以形成美丽花纹 。因此 ,此类木材为家具 、
地板和室内装饰业的首选木材 。
高山栎类 、巴东栎类和青冈属青冈类木材的构
造 、性质及用途相近 。其主要区别在于:高山栎类木
材的心边材区别明显 ,木射线组织除同形外还有异
形 ,宽木射线除复合型外还出现半复合型和聚合型;
巴东栎类木材 ,心边材区别不明显 ,木射线组织同形
或异形 ,宽木射线聚合型;青冈类木材 ,心边材区别
明显或不明显 ,木射线组织同形 ,宽木射线复合型 、
半复合型及纺缍状聚合型 。这类木材结构略细 ,材
质略均匀 ,只在径切面形成银光花纹 。因此 ,在材质
要求均匀或花纹无特殊要求时 ,可选用此类木材。
[参考文献]
[ 1] 牛春山主编. 陕西树木志[ M ] . 北京:中国林业出版社 , 1990:
132-164.
[ 2] 刘茂松 ,洪必恭.中国壳斗科的地理分布及其与气候条件的关
系[ J] .植物生态学报 , 1998 , 22(1):41-50.
[ 3] 周浙昆.壳斗科的地质历史及其系统学和植物地理学意义[ J] .
植物分类学报 , 1999 , 37(4):369-385.
[ 4] 张文辉 ,康永祥 ,李红.陕西木本植物区系研究[ J] .植物研究 ,
1999 , 19(4):474-484.
[ 5] 谢福惠 ,林大新.壳斗科木材识别和分类[ J] .广西植物 , 1984 , 4
(3):203-213.
[ 6] 成俊卿.中国壳斗科商品材识别的研究[ J] .林业科学 , 1986 , 22
(4):373-379.
[ 7] 何天相.广东壳斗科木材的宏观结构及其分类分布的关系[ J] .
植物分类学报 , 1981 , 19(3):271-278.
[ 8] 端木炘.华南壳斗科木材分类的研究[ J] .热带林业 , 1995 , 23
(1):15-18.
[ 9] 端木炘.江西壳斗科木材分类的研究[ J] .江西林业科技 , 1985 ,
3:14-23.
[ 10] 张文辉.陕西壳斗科植物研究(一)- 水青冈属,栗属 ,石栎属 ,
青冈属[ J] .西北林学院学报 , 1988 , 3(1):1-10.
[ 11] 张文辉.陕西壳斗科植物研究(二) - 栎属[ J] .西北林学院学
报 , 1989 , 4(1):1-9.
[ 12] 张文辉 ,康永祥 ,卢志军.陕西壳斗科植物新类群[ J] .西北林
学院学报 , 2001 , 21(2):177-181.
[ 13] 林金星.国产壳斗科木材解剖[ D] .北京:北京大学 , 1992.
[ 14] 汪师孟 ,夏美君.中国栎属木材的构造及物理-力学性质(一)
[ J] .北京林业大学学报 , 1983 , 3:64-72.
[ 15] A J 潘 欣 , Carl de 泽尤.木材学[ M] . 张景良 , 柯病凡 ,陈桂
陞 ,译.北京:中国林业出版社 , 1991:647-663.
[ 16] 成俊卿 ,杨家驹 ,刘鹏.中国木材志[ M ] . 北京:中国林业出版
社 , 1992:274-300.
[ 17] 汪秉全.木材科技词典[ M] .北京:科学出版社 , 1985:79-81.
[ 18] 汪秉全.中国阔叶材管孔式类型的研究[ J] .华南农业大学学
报:自然科学版 , 1982 , 3:32-40.
202 西北农林科技大学学报(自然科学版) 第 35 卷