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海红豆属2种木材解剖构造比较分析



全 文 :文章编号:1006 - 1126 - 2014 (2) - 0207 - 04
海红豆属 2 种木材解剖构造比较分析
收稿日期:2014 - 04 - 17
基金项目:云南省教育厅研究生项目
作者简介:何海珊 (1989—),女,硕士研究生。研究方向:生物质材料。
通讯作者:邱 坚 (1965—),男,博士后,博士生导师。研究方向:生物质材料。
何海珊1,2,邱 坚2
(1. 云南省木材胶黏剂及胶合制品重点实验室,昆明 650224;
2. 西南林业大学材料工程学院,昆明 650224)
摘 要:小籽海红豆 (Adenanthera microsperma)及海红豆 Adenanthera pavonia是含羞草科海红豆属植物在中国分
布的 2 个种。为了认识小籽海红豆的解剖特征及其与海红豆的差异,对 2 种木材解剖构造进行了研究。研究表
明,两者宏观构造上材色和树皮区别明显,微观构造上细胞大小、木射线类型具明显差异,其余解剖构造特征
差异不明显。
关键词:海红豆;小籽海红豆;木材解剖;木材鉴定
中图分类号:S781. 1 文献标识码:A
Comparison Analysis of Wood Anatomic Features of 2 Adenanthera Species
HE Hai-shan1,2,QIU Jian2
(1. Yunnan Key Laboratory of Wood Adhesives and Glue Products,Kunming 650224,China;
2. College of Materials Engineering,Southwest Forestry University,Kunming 650224,China)
Abstract:Adenanthera microsperma and Adenanthera pavonia are the 2 Adenanthera species distributing
in China and belonging to Mimosaceae. To cognize the wood anatomic features of A. microsperma and the
differences with A. pavonia,a research was carried out anatomically on the two woods. The results showed
that evident differences existed in wood color and bark in macroscopic structure and size of wood cells and
types of xylem ray in microscopic structure. The rest showed the non-significant differences.
Key words:Adenanthera pavonia;Adenanthera microsperma;wood anatomy;wood identification
海红豆属 Adenanthera 植物,我国产海红豆
Adenanthera pavonia (又名孔雀豆)1 种,引种小
籽海红豆 Adenanthera microsperma (Teysm. Et bin. )
I. Nielen 1 变种。
海红豆木材心材材质硬重、耐腐、易加工,
是极好的建筑装饰、造船、油榨、家具及雕刻工
具等用材,也是红色染料的原料,可作为优良的
绿色饲料,亦是优良的园林观赏树种[1 - 4],海红豆
不仅种子、叶子可食用,而且具有多种特殊药效,
大量这方面的科学研究仍处于实验室阶段,但人
们利用的历史悠久[5 - 7]。福建人工引种 1 年高生长
超过 1m,是速生丰产林的优良树种[8],在海南岛
生长迅速,耐干旱[9],也因其生长迅速及广泛分
布而被国际入侵种专家组认为是太平洋岛屿及夏
威夷地区的一种入侵树种[10]。小籽海红豆则缺乏
报道。
《中国木材志》[11]及 《云南热带材及亚热带
第 43 卷 第 2 期 广 西 林 业 科 学 Vol. 43 No. 2
2014 年 6 月 Guangxi Forestry Science Jun. 2014
材》[12]记载了海红豆的部分木质部解剖构造,小籽
海红豆则无记载。通过对 2 种海红豆属植物木材的
解剖构造的分析,旨在为海红豆属植物的分类及
其木材鉴定工作提供参考依据,也为其利用提供
科学的依据。
1 材料与方法
1. 1 材料
海红豆试材取自西南林业大学标本库,树龄
为 15 ~ 20 年,为树干取材,标本编号为 SWFUw
- H00818。
小籽海红豆试材采自云南省德宏州瑞丽市,
树龄 12 年,为树干高 0. 5 m 处取材,现存于西南
林业大学标本馆木材科学研究室,编号为 2012
- 11。
1. 2 方法
1. 2. 1 宏观观察
观察试材树皮及材表,记录其特征[13],分别
对试材端面、弦面、径面进行刨光,用放大镜观
察检材的心边材颜色、生长轮、轴向薄壁组织、
木材纹理结构等木材宏观特征,以标准比色卡判
断材色。
1. 2. 2 微观观察与测量
在试材的边材部分取约 1 cm边长的方块试样,
试样包含年轮,置于高压锅中煮沸至沉水,再保
温 7 天以上,保证试材被充分软化。软化好的试样
用莱卡切片机切 10 μm 左右的切片,切片包括横、
径、弦三切面,用藏红 T 染液染色,用由底至高
浓度的乙醇溶液逐级脱水,再以二甲苯滴在切片
上进行透明处理,二甲苯挥发后滴加中性树胶
封片。
将切片置于尼康生物显微镜下测量、观察、
拍照。导管弦向直径在 10 倍物镜下横切面上测量
100 个以上;木射线高在 10 倍或以上物镜下测量,
木射线宽在 20 倍或以上物镜下测量,重复 100 个
以上。
2 结果与分析
2. 1 小籽海红豆
材表为凹槽状;树皮灰褐色,纵横裂。
宏观构造。木材心边材区别明显,边材为浅
黄褐色,心材为浅红褐色至红褐色,生长轮明显,
年轮宽 0. 8 ~ 1. 2 cm,无特殊气味及滋味;管孔肉
眼下明显,分布较均匀,散孔材,有半环孔倾向,
无侵填体,部分含树胶;轴向薄壁组织肉眼可见,
傍管状及翼状,轮末具轮界状的轴向薄壁组织,
宽达 1 ~ 2 mm;木射线细至中,径面上射线斑纹明
显;木材结构细至中,纹理直;胞间道缺如。木
材硬重,沉水。
微观构造。解剖构造三切面微观图 (图 1)。
木材为散孔材,具半环孔材倾向,管孔直径
最大 182 μm 或以上,最小 25 μm 或以下,平均
118 μm,通常为单管孔及少数径列复管孔 (2 ~ 3
个),轮末管孔更密集且多为径列复管孔 (2 ~ 8
个)。导管单穿孔,穿孔板倾斜;管间纹孔式互
列,纹孔多角形及近圆形。侵填体未见,螺纹加
厚缺如,深色树胶丰富。
轴向薄壁组织局部叠生,主为环管束状、翼
状及少数聚翼状,在轮末呈轮界状,宽约 22 ~ 34
细胞;端壁节状加厚不明显;分室含结晶细胞,
内含晶体可达 42 个,多数 18 ~ 38 个;内含少量褐
色树胶。木纤维非叠生,壁薄。
图 1 小籽海红豆三切面微观图
左:横切面 4 倍,中:径切面 10 倍,右:弦切面 10 倍
Fig. 1 Microscopic photographs of three sections of A. microsperma
802 广 西 林 业 科 学 第 43 卷
木射线非叠生,单列射线约占射线数的十分
之一,宽 10 ~ 19 μm,高 1 ~ 6 个细胞或以上,多
数 2 ~ 4 个细胞,高 45 ~ 139 μm;多列射线宽 2 ~ 3
个细胞,偶至 4 个细胞,宽 18 ~ 55 μm,同一射线
有时出现 2 ~ 3 次多列部分,高 4 ~ 28 个细胞或以
上,多数 6 ~ 16 个细胞,高 97 ~ 704 μm;射线组
织多为异形Ⅱ型及Ⅲ型;木射线横卧细胞近长方
形,直立细胞比横卧细胞高或高得多,近方形或
近椭圆形,端壁及水平壁节状加厚多而明显;射
线细胞内含丰富深褐色树胶,晶体未见;射线与
导管间纹孔式类似管间纹孔式。
2. 2 海红豆
材表为细凹槽状;树皮浅灰褐色,纵裂。
宏观构造上,木材心边材区别明显,边材浅
黄褐色至黄白色,心材黄褐色,生长轮明显,年
轮均匀,宽约 4 ~ 6 mm;木材有光泽,无特殊气味
及滋味;管孔肉眼下可见至明显,无侵填体,部
分含树胶,散孔材,有半环孔倾向;轴向薄壁组
织肉眼可见,环管状及翼状,轮末轮界状 (宽达 1
~2 mm);木射线细,径面上射线斑纹可见;木材
结构细至中,纹理略交错;胞间道缺如。
微观构造。解剖构造三切面微观图 (图 2)。
图 2 海红豆三切面微观图
左:横切面 4 倍,中:径切面 10 倍 ,右:弦切面 10 倍
Fig. 2 Microscopic photographs of three sections of A. pavonia
木材为散孔材,具半环孔材倾向,管孔直径
最大 190 μm 或以上,最小 27 μm 或以下,平均
135 μm,通常单管孔,径列复管孔 (2 ~ 5 个,通
常为 2 ~ 3 个)。导管单穿孔,穿孔板倾斜;管间
纹孔式互列。侵填体未见,螺纹加厚缺如,树胶
未见。
轴向薄壁组织局部叠生,主为环管束状、翼
状及少数聚翼状,轮末具轮界状,宽约 60 ~ 80 个
细胞;端壁节状加厚不明显;菱形晶体甚多,分
室含晶细胞达 18 个或以上,多数 10 ~ 14 个;少数
内含少量褐色树胶。
木纤维非叠生,壁薄。
木射线非叠生,射线组织为同形单列、对列
及双列。单列射线约占射线数的四分之一,宽 3. 4
~ 12. 5 μm,高 1 ~ 13 个细胞或以上,多数 3 ~ 9 个
细胞,高 42 ~ 145 μm。2 列射线同一射线有时出
现 2 ~ 3 次多列部分,宽 13. 7 ~ 36. 3 μm,高 4 ~ 28
个细胞或以上,多数 7 ~ 16 个细胞,高 84 ~ 401
μm。木射线细胞近长方形、长椭圆形,端壁及水
平壁节状加厚略明显,内含丰富褐色树胶,晶体
未见;射线与导管间纹孔式类似管间纹孔式。胞
间道缺如。
2. 3 小籽海红豆与海红豆解剖构造共同特征
宏观构造。无特殊气味与滋味,散孔材,具
半环孔材倾向,管孔在肉眼下可见至明显,轴向
薄壁组织肉眼可见,环管状及翼状,轮末具宽带
状及轮界状的轴向薄壁组织,宽达 1 ~ 2 mm;径面
具射线斑纹;木材结构细至中,纹理直;胞间道
缺如。
微观构造。管孔弦向直径差异不大,通常单
管孔,径列复管孔 (2 ~ 5 个及 2 ~ 8 个,通常为 2
~3 个);单穿孔,穿孔板倾斜;管间纹孔式互列。
侵填体未见,螺纹加厚缺如。轴向薄壁组织局部
叠生,主为环管束状、翼状及少数聚翼状,轮末
具轮界状;端壁节状加厚不明显;分室含连续结
晶细胞。木纤维非叠生,壁薄。木射线非叠生,
射线组织单列及多列,无油细胞,内含丰富树胶,
晶体未见;射线与导管间纹孔式类似管间纹孔式。
2. 4 小籽海红豆与海红豆解剖构造区别
2. 4. 1 宏观构造区别
902第 2 期 何海珊,邱 坚:海红豆属 2 种木材解剖构造比较分析
(1)小籽海红豆年轮更宽,边材为浅黄褐色,
心材为浅红褐色至红褐色,木射线细至中,射线
斑纹明显。海红豆年轮较窄,边材浅黄褐色至黄
白色,心材黄褐色,木射线较细,射线斑纹略
明显。
(2)小籽海红豆材表凹槽状,树皮纵横裂,
海红豆材表细凹槽状,树皮纵裂。
2. 4. 2 微观构造区别
(1)海红豆木射线细胞、木纤维细胞、轴向
薄壁细胞总体比小籽海红豆小。
(2)海红豆轮末的轮界状轴向薄壁细胞个数
较多,分室含晶细胞个数较少。
(3)海红豆木射线为同形单列、对列及 2 列
木射线,单列射线约占四分之一;小籽海红豆为
异形Ⅱ型及Ⅲ型,单列射线约占十分之一,多列
宽 2 ~ 3 细胞,偶至 4 细胞。
3 结论与讨论
从小籽海红豆和海红豆在解剖构造上的共同
特征则表明两者的亲缘关系较近,两者的明显区
别可见两者为不同树种。两者宏观构造上材色和
树皮区别明显,微观构造上细胞大小、木射线类
型具明显差异,其余解剖构造特征差异不明显。
小籽海红豆的木射线细胞、木纤维细胞、轴
向薄壁细胞总体较海红豆更大,可能是亚热带地
区的气候条件所导致的;年轮更宽,生长速度更
快,但木材硬重,沉水。但可能难以适应温带气
候,除可在亚热带地区推广外,可能难以在温带
地区推广。还需要更多的研究以促进这一树种的
利用。
本研究所测得的海红豆管孔弦向直径平均为
135 μm,最大 190 μm 或以上,较 《中国木材志》
所记载的大多数为 145 ~ 205 μm、最大 256 μm 或
以上略小,可能与试材的树龄、气候条件、立地
条件等因素导致的变异有关。
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012 广 西 林 业 科 学 第 43 卷