木材学翻译

栓皮栎的木材解剖学特性

摘要

栓皮栎在内陆中对生态学和经济的可持续发展与自然保护具有重要的作用，在葡萄牙，两

个树种的栓皮栎的解剖和结构特征得到描述，包括从未去皮的树和生产软木塞的树，软木橡木树材属于半环多孔性，有单穿孔板的单导管和大的木射线。导管在径向呈斜向排列，早材中的导管细胞比较大且含量丰富，在中间和晚材部分逐渐的减少。

关键词：栓皮蒴，木材解剖，多孔性，导管，软木的提取

引言

麻栎属在全球有500种乔木和灌木树种，特别是在北半球。西班牙栓皮栎生长在西地中海和欧洲的西南部（葡萄牙，西班牙，法国南部和意大利的部分区域），和亚洲北部（摩洛哥，阿尔及利亚和突尼斯）。

栓皮栎在生态贫瘠的区域致力于生态保护、保持水土流失、生物量和多样性（(Maltez-Mouro et al. 2005）。它们受欧洲联盟保护（Habitat directive 92/43/EEC）。在葡萄牙，栓皮栎的覆盖面积为736,700公顷，占世界总栓皮栎面积的三分之一 (DGRF 2006)。栓皮栎在生理和环境的相互影响 (Villar-Salvador et al. 1997; Mansour & Fay 1998)，生长和经营方面(Borges et al. 1997; Paulo et al. 2002; Costa et al. 2004)已经开始研究.

以前，栓皮栎的木材很重要，在造船业和工具制造的供求举足轻重。现在，栓皮栎更是因为可制造软木塞而闻名，它在世界范围内都被用作葡萄酒的瓶塞(Pereira 2007)；木材倒是很少用(e.g. charcoal).因此我们并不奇怪现在的研究大多集中在软木的研究上而很少致力于栓皮栎的木材上。

木材的结构和解剖特征很大程度的决定了其物理机械性能，并且对材性也有很大影响(Zobel & Van Buijtenen 1989)。在对一些栎树种(Wheeler & Thomas 1981; drexhage et al. 1999; Cherubini et al. 2003),进行研究时发现，木材的解剖特性与树木的生长和生态心理学相关，而且可以用来对年轮的研究(Wheeler & Baas 1991; Wimmer 2002)。

栓皮栎木材尚未受到详细的木材解剖学研究。García Esteban 、Guindeo Casassús (1990), Carvalho (1996, 1997) 和Quilhó et al. (2003) 对软木橡树木材解剖进行了一些描述，但没有很详细。Leal et al. (2006, 2007a)最近对软木橡树木材的导管、木射线和木纤维的寿命和径向变异进行了报道。Schweingruber（1990）在他的欧洲森林全面解剖图提到了栓皮栎。全面描述软木橡树木材解剖仍然缺乏，这是本文的目的。

栓皮栎的解剖结构有大体的描述，用于研究的木材来自于低密度林分的典型葡萄牙农林系统montado，那里的木材用于生产软木塞。当树木生长到胸径70厘米时开始提取软木，相应的年龄约25–30年，并继续在随后的周期间隔一般为9年进行提取(Pereira 2007)。软木的去除对木材解剖的影响在未去皮的栓皮栎和去皮的栓皮栎之间进行了研究。

材料和方法

2002年栓皮栎树从葡萄牙西南部的两个地方获得：Contenda（地点一）栓皮栎林分有40多年并且从没有被去过皮；Albardeiros（地点二）那里的树木有大约60年了，是被用来软

木的生产，经过了至少三次软木的提取。在每一个地点，随机采伐五棵健康的树取样，从胸高1.3米处获得2cm厚的横断面盘。取样地点和取样树的特点列在表1.

木材盘在实验室中风干，用带式砂光机进行表面磨光和抛光（从300到400砂砾）。记录环边界的独特性。在横切面上从髓心向树皮方向用30倍的光学显微镜观察观察导管，在连续的2896 ×2175μm测量面积。频率和导管的弦向直径每棵树研究了80个导管。

大型木射线的宽度在成熟的木材中测量，在横切面上用10倍的光学显微镜观察面积是13 ×8mm（切向轴方向）

宏观的观察和测量用低倍的显微镜（(olympus SZH10）耦合到数码相机（日本胜利公司新型tk-c11380e）和图像分析软件（Leica Q Win Standard）来分析。

为了用光学显微镜观察和测量木射线的解剖结构和高度，我们从成熟的木材上切取小的立方体木块（2×2×2cm），并且将木块在沸水中软化。用滑动的显微镜用薄片切片机准备横向和纵向大约17 μm，用番红染色和一滴胶固定。在横切面上每棵树测量了60个木射线。

木纤维的长度、宽度、细胞壁的厚度和导管的长度的测量使用的成熟木材样品经过30%的乙醇以及过氧化氢和冰醋酸比例为1:1的溶液中，60 oC浸泡48小时，并且用蓝染色。每个样品测量了40个木纤维细胞和25个导管细胞。

现为观察和测量使用的是光学显微镜（Leitz Dialux 20EB）和半自动化的实时图像系统 (Leitz ASm 68K)。一般术语和方法论遵循建议征询IAWA研究所委员会 (1989 年).

使用SPSS 14.0软件进行方差分析，确定解剖变量在未去皮和去皮的栓皮栎上是否存在显著差异。

结果

树木的解剖结构式相似的，但是，不同的空隙形态和细胞统计讨论如下，数据如表二所示。

表2.栓皮栎的解剖数量特征，两个采样点五棵树的平均和标准方差。

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地点1 地点2

图片1.栓皮栎的显微观察，a，横切面，幼材具有明显的年轮界线和大的木射线，如箭头所示，采伐地点1.b,幼材具有明显的生长轮，采伐点2.c,成熟木材具有明显的生长论d,成熟的木材中有明显的界限，采伐点2.d,肉眼可见宽大的木射线。

一般特征

心材的颜色由褐色至深褐色，通常可以与浅颜色的边材明显区分出来。花纹是介质，再木材表面反映了粗粒度和不均匀分布。年轮相当明显（图1），显示着导管大小的变化、细胞壁的厚度和晚材纤维径向光滑的程度。当导管从晚材到早材的大小变化明显时，年轮很容易辨识。肉眼在横切面和经切面可观察到大的木射线。

解剖

栓皮栎是环孔材（图2a）。导管大多是单生的，一般为圆形和椭圆形截面，按斜的径向排列。导管在年轮上的大小和分布的渐变是可以观察到的，早材上导管短、宽，晚材上长、窄（图3a,b）。导管的平均数量是在采伐点一是2.9 ± 0.6/mm2，在采伐点二是5.1 ±1.5/mm2，显著性差异（P<0.001）.导管的直径在地点1和地点2分别是(38–)133(–303) μm 和 (30–)139(–293) μm，直径的不同也是显著性差异（P<0.001）。导管的长度分别是s (88–)433(–636)μm 和 (56–)341(–587)μm 显著性差异（P<0.001）。导管的简单穿孔倾斜简直与细胞壁水平（图3c）.导管细胞壁上的孔没用，互生，小，椭圆形（图3）地点1和地点2的平均直径是 5.4 ± 0.5 μm 和 5.8 ± 0.9 μm。有侵填体（图4）

纤维细小，但有厚的细胞壁，细胞壁在地点1和地点2的厚度分别为(3.7–)8.1(–12.9)

μm 和 (0.4–)8.1(–10.7) μm。具有简单和持续毗邻的坑（< 3μm），偶尔会有分离。在地点一，纤维的长度和宽度是(0.71–) 1.23(–1.76) mm 和 (14.2–)21.4(–31.1) μm；在地点二，纤维的长度和宽度是(0.7–)1.1(–1.6) mm 和(4.8–)19.8(–26.1) μm 。木纤维假导管有明显的具缘纹孔，环管假导管有大量的纹孔（图5a,b）。有时很难区分他们。

轴向薄壁组织是离孔散生和星散聚合形式按对角线模式排列的，偶尔按切向线3个细胞宽度排列，与木射线形成一个网状网络的模式（图2b），另外也发现了稀疏傍管型和环管型薄壁组织。

木射线是同种横卧细胞，单列和多列（>10）（图6a,b）。单列木射线在点1和点2的高度

分别是(55–)236(–620) μm 和 (9–)197(–791)μm。差异显著（p<0.001)。多列木射线在点1和点2的宽分别是(0.15–)0.46(–1.02)mm 和(1.57–)3.91(–8.31)mm。一些多列木射线高超过了20mm.复合木射线常见，聚合木射线稀少（图6c）。

轴向薄壁细胞和射线细胞中有棱柱（菱形）晶体，有时形成含晶链（图7）。深色（棕色到带红色）染色内容被发现在径向和轴向薄壁细胞。

软木去除的影响

在径向上观察幼龄材和成熟材之间年轮宽度的变化，当树木的软木被提取后，这种变化加强，如点2所示，年轮的宽度岁年龄而变化，可以看到在幼龄材阶段快速的生长。

地点1中幼小的和为去皮的树，幼龄材与成熟才相比导管较短，导管在年轮的早材和晚材中大小区别更明显，幼龄材中较小的导管与成熟的晚材相比占有更多的面积。在成熟的木材中，生长轮很窄，以至于很难区分出生长论，偶尔的，木材表现出不明显的半环空样式。

地点2中去皮的成熟木材中，树干的横切面显示出相关的年龄时，软木的去除已经开始了，更难确定年轮的界限，环孔的样式也是多变的（图1d），木材假定了一个不规则的半环孔材，导管的宽窄混乱，在软木开发的开始阶段，幼龄材中典型的半环孔材与点1中未去皮的树是相似的（图1b）.

一般来说,幼龄材阶段的树木在地点1和地点2类似。但是，地点2的树木在成熟阶段因为软木的开发，导管的排列开始不规律，年轮的界限也变的不易区分。

讨论

栓皮栎表现出是环孔材的结构特征，这与Carvalho (1996) 和nunes (1998) 研究结果相同，与 García Esteban 和Guíndeo Casasús (1990), Gourlay和 Pereira (1998) and Garc ía Esteban et al. (2003)研究结果不同，他们把栓皮栎分类到环孔材，在其他的栎属植物中，是环孔材或者就是散孔材，一些树种的分类还具有争议。

一般来说，木本植物生长在地中海气候，具有年轮，由于不同的细胞形成在早期和晚期阶段的季节所以年轮可以很容易区分。然而，这并非总是如此，在栓皮栎中年轮往往不容易识别（图1cd）。不已区分的生长环边界取决于陡峭的孔径转变和纤维和薄壁细胞壁的结构，并在许多情况下过渡是逐渐的和难以确定。

众所周知，水的缺乏可以引起半环孔材的形成，这是地中海气候常见的现象，特殊的导管排列如半环孔材，与季节环境变化有关（Baas et al. 1988）。Cherubini et al. (2003)报道，栓皮栎比土耳其橡树在水缺乏时竞争力更强，同时，根部从土壤中吸收充足的水来维持叶子的水合作用，然而土耳其橡树没有水合作用。这些关于水运输的生态生理反映在栓皮栎生长论的结构上，特别是导管的尺寸和排列。