中圖分類號(hào):S781.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A DOI: 10.7525/j.issn.1006-8023.2025.04.009
Abstract:The macro structure,micro structure and cell morphologyof the Dalbergia cultrata wood were measured and analyzed byusing zoom stereromicroscope,digitalmicroscope and image measuringanalysis system,and the wood density was determined at the same time. The results showed that the wood color of the D . cultrata wood was purple red; the growth rings were obvious;the woodwas scatered with holes,andthecombinationtypeof the wood vessels was mainly single vessels,afew were radial multiple vessels,and the shape of the vessl cells was mainlydrum-shaped;the wood fiber cells were superimposed,with smallcavityand thick,and thecellength-width ratioandwallcavityratio were 48.84and O.81,respectively.The xylem rays were fine,imposed,and homomorphic 2-3 columns,withaheightof 5- 9cellsandalength-widthratioof 5.17.Theaxial parenchyma wassuperimposed,abundant,wing-shapedorconcentric paratrachealbelt-shaped;thecellength-width ratio was 6.36.Crystallinecells were mostlydivided intocompartments containingcrystals,with as manyas17crystalline particles.The wave patern was slightly visibleunder the eye;the wood grain was straightand the structure was fine.The woodfiberand crystalcellsaccountedforthe largestand smallst proportionof the wood tissue percentages,respectively;the wood tissue percentages coulddeeply understandthe growth of trees and the propertiesof wood.The wood density was large,andthe density,air-dried densityand oven-dried density of the wood were 0.85,1. 04, 0.94g/cm3 ,respectively. The above analysis perfected the theory of wood anatomical structure and provided theoretical basis for wood identificationand appraisal.
Keywords: Hongmu; Dalbergia spp.; Dalbergia cultrata;wood structure;cellmorphology;;Tissue percentages;wood density
0 引言
研究木材的構(gòu)造可以為木材的識(shí)別、鑒定提供重要依據(jù),許多學(xué)者都對(duì)木材的構(gòu)造進(jìn)行了大量的研究,對(duì)宏觀構(gòu)造和微觀結(jié)構(gòu)特征的分析提取,特別是對(duì)結(jié)構(gòu)相似的木材進(jìn)行對(duì)比分析,總結(jié)出木材的構(gòu)造特征。如劉守佳等1對(duì)桃花心木屬3種樹種木材的構(gòu)造特征進(jìn)行研究,揭示木材構(gòu)造特征的種間和種內(nèi)變異規(guī)律;許沁等2從木材構(gòu)造特征角度詳細(xì)闡述了檀香木和非洲螺穗木的主要辨別要點(diǎn);張貝等3對(duì)降香黃檀及多種假冒降香黃檀木材進(jìn)行取樣及實(shí)驗(yàn)室解剖,總結(jié)出降香黃檀木材的獨(dú)特構(gòu)造;劉志紅等4從聚類分析角度比較槭屬5樹種木材解剖特征;雷福娟等[5]研究表明香合歡木材\"V\"字或山水狀花紋明顯;李萍等對(duì)4種常見仿沉香木的木材構(gòu)造特征進(jìn)行比較,得出沉香木島嶼式內(nèi)涵韌皮部為沉香屬木材的重要鑒別特征;陳思禹等[7對(duì)闊葉黃檀與毛欖仁材種進(jìn)行結(jié)構(gòu)比較,得出薄壁組織與木射線的差異是辨別闊葉黃檀與毛欖仁最主要依據(jù);陳居靜[8]、黃廣華等[9-11]、鄧冬麗等[12]對(duì)紅木類黑酸枝木材如東非黑黃檀、闊葉黃檀,紅酸枝木材如巴里黃檀、奧氏黃檀、交趾黃檀的木材結(jié)構(gòu)進(jìn)行對(duì)比分析,總結(jié)出各種木材的導(dǎo)管、木纖維等細(xì)胞結(jié)構(gòu)特征;盧翠香等[13]、周旭等[14]把刀狀黑黃檀與闊葉黃檀、盧氏黑黃檀的木材結(jié)構(gòu)進(jìn)行對(duì)比分析,總結(jié)出宏觀、微觀結(jié)構(gòu)上的特征。
刀狀黑黃檀(Dalbergiacultrata)是豆科(Legumino-sae)黃檀屬(Dalbergia)的一種高大落葉喬木,根據(jù)中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《紅木》(GB/T18107—2017)分類,屬于黑酸枝木,是珍貴的紅木樹種之一[15]。紅木色澤醇厚、紋理美觀,材性良好,其制品莊重典雅,雕飾精細(xì),線條流暢,歷來為人們所推崇[16]。鑒于刀狀黑黃檀的細(xì)胞形態(tài)及組織比量鮮見報(bào)道,通過組織比量的分析可以深入了解樹木的生長(zhǎng)和木材材性,為木材的合理加工和高效利用提供科學(xué)依據(jù)[17],本研究通過對(duì)刀狀黑黃檀木材細(xì)胞形態(tài)、組織比量、密度進(jìn)行分析研究,完善木材解剖結(jié)構(gòu)理論,為木材識(shí)別、鑒定提供參考。
1 材料和方法
1.1 試驗(yàn)材料
本試驗(yàn)刀狀黑黃檀木材由福建省莆田市仙游縣質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局提供,試材圓滿通直,胸徑 680mm ,產(chǎn)于越南。
1. 2 試驗(yàn)主要儀器與設(shè)備
本試驗(yàn)中所用到的主要儀器設(shè)備有滑走式切片機(jī)(REM-710)、放大鏡、生物數(shù)碼顯微鏡(DK-98-1)、體視顯微鏡(XTJ-200)、圖像測(cè)量分析軟件(MIAdvance3.0)等。
1.3 試驗(yàn)方法
1.3.1 宏觀、微觀構(gòu)造
借助放大鏡、體視顯微鏡觀察木材宏觀構(gòu)造,根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T29894—2013《木材鑒別方法通則》[18]進(jìn)行木材切片制作。將制備好的木材樣品經(jīng)過軟化一清洗一切片一染色一脫水一透明一封固等流程,制成顯微構(gòu)造玻片,對(duì)導(dǎo)管、木纖維、木射線、薄壁細(xì)胞和結(jié)晶細(xì)胞等各選取80\~100個(gè)完整的細(xì)胞進(jìn)行觀察,利用MIAdvance3.0圖像測(cè)量分析軟件對(duì)采集的圖樣進(jìn)行測(cè)量,分析木材微觀結(jié)構(gòu)及細(xì)胞形態(tài)特征。
1.3.2 組織比量
木材組織比量是測(cè)量木材各類細(xì)胞的數(shù)量特征,制作試材三切面各80\~100個(gè)切片,用 400× 顯微鏡按順序拍攝圖片,利用PhotoShop測(cè)圖軟件把圖片拼接成一幅完整切面的圖形,測(cè)出木材各種細(xì)胞如導(dǎo)管、軸向薄壁組織、木纖維、木射線和結(jié)晶細(xì)胞的數(shù)量與面積,計(jì)算確定其所占比例。
1.3.3木材密度
按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T1927.5—2021《無疵小試樣木材物理力學(xué)性質(zhì)試驗(yàn)方法》19]進(jìn)行木材試件的確定,基本密度、氣干密度和絕干密度的測(cè)定。試樣50件,尺寸為 20mm×20mm×20mm ,氣干密度按規(guī)定換算成含水率為 12% 時(shí)的氣干密度。
2 結(jié)果與分析
2.1刀狀黑黃檀木材宏觀構(gòu)造
圖1為刀狀黑黃檀木材宏觀構(gòu)造。心材樹種,材色紫紅色(圖中顏色是因?yàn)闉榱耸辜y理更加清晰而在顯微鏡拍照時(shí)進(jìn)行了白平衡和濾色處理),常帶栗褐色條紋;木材生長(zhǎng)輪較明顯,為散孔材,管孔呈分散狀,在肉眼下略可見;木射線屬于細(xì)木射線,在放大鏡下可見;軸向薄壁組織翼狀或同心傍管帶狀,含量豐富,在肉眼下可見;木材結(jié)構(gòu)細(xì),紋理直;波痕明顯,新切面具酸香氣味。
2.2刀狀黑黃檀木材微觀結(jié)構(gòu)
圖2為刀狀黑黃檀木材微觀結(jié)構(gòu),橫切面上管孔類型以單管孔為主,少數(shù)徑列(2\~6列)復(fù)管孔,管孔呈圓形、橢圓形,直徑大小不一,從 93.8μm 到 182.6μm 平均 118.2μm ;管孔數(shù)量為1.8\~8.9個(gè) ?/mm2 ,平均4.6個(gè) /mm2 ;縱切上,導(dǎo)管單穿孔,呈鼓形、紡錘形、圓柱形和矩形,偶見導(dǎo)管狀管胞,細(xì)胞壁上均具有互列式的具緣紋孔,管孔內(nèi)含深色樹膠。木纖維疊生,在橫切面上以橢圓形、多邊形為主,細(xì)胞壁厚;縱切面上木纖維呈細(xì)長(zhǎng)紡錘形,偶見細(xì)胞兩末端有細(xì)小分歧。木射線疊生,主要由橫臥射線細(xì)胞組成,同形2\~3列,高5\~9個(gè)細(xì)胞,極少單列。軸向薄壁組織豐富,疊生,橫切面上分布類型為細(xì)線狀、傍管型帶狀,局部與木射線交織略呈網(wǎng)狀,寬度2\~10細(xì)胞,多數(shù)3\~8個(gè)細(xì)胞,縱切面上呈長(zhǎng)方形及近似長(zhǎng)方形;結(jié)晶細(xì)胞以分室含晶細(xì)胞為主,主要由軸向薄壁細(xì)胞演變而來,在縱切面上呈不規(guī)則多邊形,在橫切面上一般呈方形、菱形。
2.3刀狀黑黃檀木材細(xì)胞形態(tài)
刀狀黑黃檀木材主要細(xì)胞為導(dǎo)管細(xì)胞、木纖維細(xì)胞、木射線細(xì)胞、軸向薄壁細(xì)胞和結(jié)晶細(xì)胞等,各類細(xì)胞形態(tài)如圖3所示。
2.3.1刀狀黑黃檀木材導(dǎo)管細(xì)胞
由圖3(a)和表1可知,導(dǎo)管細(xì)胞有鼓形(H)、圓柱形(C、E)、矩形(G)和紡錘形( A,B,D,F(xiàn)) ,分別占導(dǎo)管細(xì)胞的 57.74%.16.49%.15.46% 和 10.31% 。比例最大的鼓形導(dǎo)管細(xì)胞長(zhǎng)度、寬度和長(zhǎng)寬比分別為203.26,160.68μm 和1.26;壁厚、弦向腔徑和壁腔比分別為 5.73、98.17μm 和5.84,其他導(dǎo)管細(xì)胞參數(shù)詳見表1。
2.3.2刀狀黑黃檀木材木纖維細(xì)胞
由圖3(b)和表2可知,木纖維細(xì)胞兩端尖削呈細(xì)長(zhǎng)紡錘形,偶見細(xì)胞兩末端有細(xì)小分歧,細(xì)胞壁上紋孔為具緣紋孔,呈裂隙狀;木纖維長(zhǎng)度、寬度和長(zhǎng)寬比分別為 919.69,18.83μm 和48.84;壁厚、腔徑和壁腔比分別為 5.62,6.97μm 和0.81,腔小壁厚。
2.3.3刀狀黑黃檀木材木射線細(xì)胞
由圖3(c)和表3可知,木射線細(xì)胞為橫臥射線細(xì)胞,單位長(zhǎng)度木射線根數(shù)為11.55根 /mm 。主要含有普通的橫臥射線細(xì)胞(A),細(xì)胞長(zhǎng)度、寬度、高度和長(zhǎng)寬比分別為 81.27.15.71.18.52μm 和5.17;少數(shù)木射線細(xì)胞的高度較普通橫臥射線細(xì)胞略高(B)。
2.3.4刀狀黑黃檀木材軸向薄壁細(xì)胞
由圖3(d)和表3可知,軸向薄壁細(xì)胞形態(tài)較細(xì)長(zhǎng),細(xì)胞壁上有些凹坑及突起,單紋孔,細(xì)胞長(zhǎng)度、寬度和長(zhǎng)寬比分別為 111.15.17.47μm 和 6.36c
2.3.5刀狀黑黃檀木材結(jié)晶細(xì)胞
圖3(e為結(jié)晶細(xì)胞,多為分室含晶細(xì)胞,以軸向薄壁細(xì)胞轉(zhuǎn)變?yōu)橹鳎糠钟缮渚€薄壁細(xì)胞轉(zhuǎn)變而來的結(jié)晶細(xì)胞在橫切面上呈梭形(F、G);分室含晶細(xì)胞結(jié)晶顆粒為4\~17顆/串,以6\~10顆/串居多,分室含晶細(xì)胞端部多呈尖削狀,少數(shù)鈍平狀(D的上端);晶體顆粒呈菱形(I)、方形或多邊形(H)。
2.3.6刀狀黑黃檀木材組織比量
由表4可知,刀狀黑黃檀木材組織比量,木材組織比量中占比最大和最小的分別為木纖維58. 78% 結(jié)晶細(xì)胞 1.63% 。
2.4 木材密度
木材密度反映了木材的致密程度,影響著木材的抗拉、抗壓、抗彎及硬度等相關(guān)力學(xué)性能,刀狀黑黃檀木材密度較大,木材基本密度、氣干密度和絕干密度分別為: 0.85?1.04?0.94g/cm3 ,詳見表5。
3結(jié)論
1)宏觀構(gòu)造:刀狀黑黃檀木材為散孔材,材色紫紅色,常帶栗褐色條紋,生長(zhǎng)輪較明顯,木射線為細(xì)木射線,軸向薄壁組織豐富,翼狀或同心傍管帶狀,波痕在肉眼下略可見,木材紋理直結(jié)構(gòu)細(xì)。
2)微觀結(jié)構(gòu)、細(xì)胞特征及量化:?jiǎn)喂芸诪楹邳S檀木材管孔主要類型,徑列復(fù)管孔(2\~6列)偶見,導(dǎo)管細(xì)胞形狀較多,以鼓形為主,鼓形細(xì)胞長(zhǎng)寬比1.26,壁腔比5.84;細(xì)胞壁上紋孔為互列式的具緣紋孔。木纖維細(xì)胞疊生,細(xì)胞長(zhǎng)寬比與壁腔比分別為48.84、0.81,腔小壁厚。木射線疊生,主要由橫臥射線細(xì)胞組成,同形2\~3列,部分同形單列,高5\~9個(gè)細(xì)胞。細(xì)胞長(zhǎng)寬比為5.17。軸向薄壁組織疊生,含量豐富,橫切面上分布類
型常見細(xì)線狀及傍管型帶狀,呈網(wǎng)狀的主要是局部和木射線交織,側(cè)壁上具有顯著的具緣紋孔,細(xì)胞長(zhǎng)寬比為6.36。有大量分室含晶細(xì)胞,結(jié)晶細(xì)胞分別由軸向薄壁細(xì)胞(多數(shù))和射線薄壁細(xì)胞(少數(shù))演變而來,分室含晶細(xì)胞結(jié)晶顆粒多達(dá)17顆。3)刀狀黑黃檀木材組織比量中占比最大和最小的分別為木纖維 58.78% 結(jié)晶細(xì)胞1. 63% 。4)刀狀黑黃檀木材密度較大,木材基本密度、氣干密度和絕干密度分別為: 0.85?1.04?0.94g/cm3, 0在后續(xù)的研究中將不斷細(xì)化,深入細(xì)胞壁分子水平,進(jìn)一步探尋木材結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ),完善木材解剖結(jié)構(gòu)理論,為木材識(shí)別、鑒定提供理論依據(jù)。
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