第4章 木材的微观构造

二、木纤维
木纤维是两端尖削，呈长纺 锤型，腔小壁厚的细胞。 占阔叶木材体积的50%。 分为纤维状管胞、韧性纤维、 分隔纤维和胶质纤维。 支持树木的功能，为木材提 供强度。 木 纤 维 长 度 为 500-2000μm ， 直 径 为 10-50μm ， 壁 厚 为 111μm，热带材一般直径大。
单列木射线 纺锤形木射线 图4-21 单列射线和纺锤形木射线
2、木射线的组成
针叶材木射线由射线薄壁细胞组成，少数树种如松、 云杉、落叶松、银杉和黄杉具有射线管胞。

射线薄壁细胞
射线管胞
单列木射线 纺锤形木射线 图4-21 单列射线和纺锤形木射线

射线薄壁细胞的特征 形体较大，矩形、长方形或不规则； 壁薄，壁上具单纹孔； 胞腔常含树脂。
A C B D
图4-11 导管分子的形态 A.鼓形；B.圆柱形；C.纺锤形；D.矩形 a.穿孔；b.穿孔隔；c.穿孔板
3、管孔的分布与组合
管孔分布：环孔材、 半环孔材、散孔材 管孔组合：单管孔、 复管孔、管孔链、管 孔团

图4-33 横切面上复管孔的类型
4、导管分子的穿孔



穿孔 (perforation) ：2个导管 分子纵向相连时，其端壁形同 的空隙。 穿 孔 板 (perforation plate) ： 2个导管分子端壁间相互连接的 细胞壁。 分为单穿孔和复穿孔。
第 4章
木材的微观构造
本章内容
4.1 针叶树材的显微构造 4.2 阔叶树材的显微构造
4.1
针叶树材的微观构造
橫切面
径 切 面
弦切面
图4-1 针叶树材微观构造实例 （自 Indentifying wood, R.Bruce.Hoadley ）
木射线 薄壁细胞 射线 管胞
管胞
轴向薄 壁细胞
图4-2 针叶树材的主要细胞类型（佐伯浩， 1985）
（加图 厚 R.Brucen Hoadly ,1990
射 线 管 胞 上 的 锯 齿 状 3-22
）
3、交叉场纹孔

交叉场(井字区, cross field)：在径切面上木射线薄壁 细胞与轴向管胞相交叉的平面。观察时以早材为准。 交叉场纹孔：分布于交叉场的纹孔。
交叉场纹孔可以分为5种类型：窗格状、松木型、云
射线管胞的特征 形体与射线薄壁细胞大致类似，多数较不规则，长度较 短，约为轴向管胞的1/10； 细胞壁上有具缘纹孔，少而小； 胞腔不含树脂； 多数位于射线的上下边缘或中部成1至数列； 内壁平滑或有锯齿状加厚，有时有螺纹加厚。


锯齿状加厚 射线管胞内壁的次生加厚为锯齿状突起。 只存在于针叶材的松科。红松、华山松等属软松类树种 内壁平滑，马尾松、油松等硬松类内壁有锯齿状加厚。
杉木型：纹孔略大，从椭圆形至 圆形，纹孔口内含，且宽，纹孔 口与纹孔缘的长轴是一致的。不 仅存在杉科，也见于冷杉属、崖 柏属、油杉属。并能与其它纹孔 类型同时存在于黄杉属、罗汉松 属、雪松属、落叶松属、落羽杉 属等木材。
四、树脂道


树脂道是由薄壁的分泌细胞环 绕而成的孔道，是具有分泌树 脂功能的一种组织。 正常树脂道的体积占木材体积 的0.1-0.7%。 分为正常树脂道和创伤树脂道。 正常树脂道分为轴向树脂道和 横向树脂道。
互列纹孔
对列纹孔
梯状纹孔
图 4-36 导管之间的纹孔（ R.Brucen Hoadly ,1990 ）
6、导管壁上的螺纹加厚
在阔叶树材的环孔材中，螺纹加厚一般常见于晚材导 管。 散孔材则早晚材导管均可能具有螺纹加厚。

(佐伯浩,1985)
(古野,1974)
图4-38 导管壁上的螺纹加厚
7、导管的内含物

侵填体:常见于榆 科、山毛榉科、桑 科、豆科、漆树科、 玄参科、紫葳科等。 最丰富的如：滇楸、 麻栎、刺槐、檫木、 漆树、泡桐、皂荚、 合欢、梓树。 树胶:通常为红色 和褐色。
侵 填 体

树 胶
图4-39 侵填体和树胶 （自text book of wood technology ,1984 ）
wk.baidu.com
图4-40 管孔中的侵填体（腰希申，1988）
云杉型：纹孔具有狭长的纹孔口， 略向外展开或内含，形状较小， 纹孔缘狭。是云杉属、落叶松属、 黄杉属、粗榧属等木材的典型特 征。在南洋杉科、罗汉松科、杉 科的杉属及松科的雪松属木材中 云杉型纹孔与其它型纹孔同时出 现。 柏木型：纹孔口较云杉型稍宽， 纹孔缘较窄，内含，其长轴从垂 直至水平，纹孔数目一般为 1-4 个。柏木型纹孔为柏科的特征， 但在雪松属、铁杉属及油杉属的 木材中也可发现。

早材管胞 晚材管胞 图4-4 早材管胞和晚材管胞
2、管胞壁上的具缘纹孔


纹孔的分布： 早材管胞径面壁上 大而多，圆形，主 要在管胞两端，通 常1列或2列；弦面 壁上少或无(与晚材 交界处有）。 晚材管胞径面壁与 弦面壁上都有，纹 孔小而少，通常1列， 分布均匀。
图4-7 早材管胞和晚材管胞

梯状穿孔
单穿孔
5、导管壁上纹孔的排列
导管与木纤维、管胞、轴向薄壁组织间的纹孔，一般无固 定排列形式。 而导管与射线薄壁细胞，导管与导管间的纹孔，常有一定 的排列形式，是重要的识别特征。 导管间纹孔其排列形式有三种：梯状纹孔、对列纹孔、互 列纹孔。



梯状纹孔：长形纹孔，它与导管长轴成垂直方向排列，纹 孔的长度常和导管的直径几乎相等。如木兰等。 对列纹孔：为方形或长方形纹孔，成上下左右均对称的排 列，呈长或短水平状对列。如鹅掌楸。 互列纹孔：为圆形或多边形的纹孔，作上下左右交错排列 。若纹孔排列非常密集，则纹孔呈六边形，类似蜂窝状； 若纹孔排列较稀疏，则近似圆形。阔叶树材绝大多数树种 均为互列纹孔。如杨树、香樟等。
图4-3 松属木材管胞排列实例
形状：早材管胞，两端呈钝阔 形，细胞腔大壁薄，横断面呈四 边形或多边形；晚材管胞，两端 呈尖削形，细胞腔壁厚，横断面 呈扁平状的四边形。

大小：指管胞的直径与长度。 平均长度 3-5mm ；管胞的平均弦 向直径15-80um，长宽比＝长度 / 直径，75:1-200:1。
一、轴向管胞 tracheid



轴向管胞：轴向排列的厚 壁细胞，两端封闭，内部 中空，细而长，胞壁上具 有纹孔。 轴向管胞占整个针叶材体 积的90%以上。 起输导水分和机械支撑的 作用，是决定针叶树材材 性的主要因素。
横切面
径切面
弦切面
1 ．管胞的排列、形状和大小

排列：横切面上管胞沿径向排列比较整齐，因它们是起源 于同一形成层纺锤形原始细胞。
杉型、杉木型和柏木型。
窗格状 松木型 松木型
杉木型
柏木型
云杉型
图4-23 交叉场的纹孔
窗格型：具有宽的纹孔口，系单纹孔 或近似单纹孔，形大呈窗格状。一个 交叉场有1-3个纹孔，横列，是松属 木材的特征之一，以樟子松、马尾松、 华山松最为典型。 松木型：较窗格状纹孔小，为单纹孔 或具狭的纹孔缘，一个交叉场一般为 1-6个纹孔。常见于松属，如白皮松、 长叶松、湿地松、火炬松(美国硬松 类几乎全为松型纹孔)。

图4-18 轴向薄壁组织（铅笔柏） （古野，1986； R.Bruce.Hoadley ，1990）
2、轴向薄壁组织的分布

根据轴向薄壁组织在横切面上的分布状态，可以分为3类： 星散型：轴向木薄壁细胞星散、不规则地分布于年轮中， 如杉木； 间位型(切线型)：轴向木薄壁细胞连接成断续的切线状， 弦向排列，如柏木； 轮界型：分布于年轮的边缘，如铁杉、黄杉。
单穿孔：指穿孔板上具有单独的， 通常形大，而略呈圆形的开口。 复穿孔：指穿孔板上具有两个以 上开口，两个相邻孔口的横隔，称 穿孔隔。分为 3 类：梯状穿孔、网 状穿孔、筛状穿孔。 梯状穿孔：穿孔板上具有平行排 列扁长的复穿孔，如枫香、光皮桦。 网状穿孔：穿孔板上有许多比穿 孔细的分隔，呈许多密集的穿孔， 或壁的部分常不规则分期，形成网 状的外观穿孔，如杨梅，双参。 筛状穿孔：穿孔板上具有像筛状 的圆形或椭圆形许多小穿孔的复管 孔。

图4-28 创伤树脂道
五、针叶树材主要识别特征

管胞：管胞尺寸，具缘纹孔对，螺纹加厚； 轴向薄壁组织：存在与否，分布类型； 树脂道：具有与不具有； 木射线：交叉场，射线管胞的齿状加厚。
六、总结
1、针叶树材的解剖分子： 纵向 厚壁细胞 轴向管胞 薄壁细胞 轴向薄壁细胞 轴向泌脂细胞
3、螺纹加厚 sprial thickening
螺纹加厚：在细胞次生壁 内表面上，由微纤丝局部聚 集而形成的屋脊状凸起，呈 螺旋状环绕着细胞内壁。 螺纹加厚并非所有针叶树 材都具有。 早、晚材管胞壁上都具有： 紫杉属、榧属、粗榧属。早 材管胞壁具有：黄杉属。晚 材管胞具有：落叶松属、云 杉属。 螺纹的倾斜度随树种和细 胞壁的厚度而变异。

树脂道的组成 树脂道由泌脂细胞、死细胞、伴生薄壁细胞和管胞所组成 。
1.泌脂细胞、2.死细胞、3.伴生薄壁细胞、4.管胞、5.胞间隙、6.射线管胞
图4-26 树脂道的组成（申宗圻，1984）
2、创伤树脂道
在针叶树材中，凡任何破坏 树木正常生活的现象，都可 能产生受伤树脂道。 针叶树材 的受伤树脂道可 分为轴向和横向二种，但除 雪松外很少有两种同时存在 于一块木材中。 轴向受伤 树脂道在横切面 上呈弦列分布于早材部位， 通常在生长轮开始处较常见 （臭冷杉） 。
1、正常树脂道

正常树脂道的形成 树脂道是生活的薄壁组织的幼小细胞相互分离而成的。 围绕树脂道成一完整的1至数层壁薄，泌脂细胞层，称泌脂 细胞层。 松属的泌脂细胞壁上无纹孔，未木质化，因而分泌树脂能力 极强，是松属树种作为采脂树种的主要原因。
图4-25 树脂道( R.Bruce.Hoaclley,2000)
横向 射线管胞 木射线薄壁细胞 横向泌脂细胞
4.2
阔叶树材的微观构造
橫切面
径切面
弦切面
图4-29 阔叶树材微观构造 （自 Indentifying wood，R.Bruce.Hoadley）
管胞 导管 纤维
轴向薄壁细胞
射线薄壁细胞
图4-30 阔叶树材的构成细胞 （自 Indentifying wood，R.Bruce.Hoadley）
一、导管 vessel
1 ．导管和导管分子概念
导管：是绝大多数阔叶 树材具有的输导组织，是 一串的轴向细胞形成无一 定长度的管状组织。

导管分子：组成导管的 每一个细胞，即是导管分 子。
导管占木材体积的20%。
2、导管分子的形状与大小

形状：鼓形、圆柱形、纺锤形、矩形等； 长度一般200-800um； 直径：最小的在25um以下，大的可达400um以上。

图4-11 管胞上的螺纹加厚
4、眉条 crassulae
眉条：针叶材管胞上的具缘纹孔对的上下边缘，由胞 间层和初生壁形成线条状或半月状的加厚部分，形似眼眉。

图4-13 眉条（古野，1974）
三、轴向薄壁组织 axial parenchyma 1、轴向薄壁组织概念
轴向薄壁组织是由许多轴向薄壁细 胞聚集而成的。 组成轴向薄壁组织的轴向薄壁细胞 为长方形或方形和具有单纹孔的细胞， 两端的细胞较尖削。 轴向薄壁细胞胞腔内常含深色的树 脂 ( 又称为树脂细胞)； 轴向薄壁细胞占木材总体积的1.5%。 针叶材中只有少数科、属木材具有 轴向薄壁细胞，如罗汉松科、杉科、 图4-20 轴向薄壁组织 （佐伯浩，1985） 柏科相对较多。
星散型
间位型(切线型)
轮界型
三、木射线 ray

木射线：由多数射线细胞相互 连续聚合而成的组织。 针叶材的射线细胞全部由横卧 细胞组成。 射线占木材总体积的7%左右。
横切面
径切面
弦切面
1、木射线的种类


单列木射线：仅有1列或 偶有2列细胞所组成的射 线。如冷杉、杉木、柏木、 红豆杉等。 纺锤形木射线：在多列射 线的中部，由于横向树脂 道的存在而使木射线呈纺 锤形。如松属、云杉属、 落叶松属、银杉属以及黄 杉属。

纤维状管胞：是标准的木纤维细 胞，腔小壁厚，两端尖削，而壁 上具有透镜形或裂隙状纹孔口的 具缘纹孔。其次生壁的内层平滑 或有螺纹加厚。 纤维管胞在有些树种中完全 无，一些树种中数量很少，但如 科和金缕梅科等属树种中极显著， 为组成木材的主要成分。