第四章 木材的微观结构

针 叶 树 材 平 均 10-15 细 胞 高 （ 每 个 细 胞 1530μm），柏科的木射线高度比松、杉科低。 2 体积: 针叶树材木射线的体积很小，百分比7.08% （3.7-11.7%）. 一般射线率高，树种进化程度高。从这点上 说，阔叶材射线发达,阔叶树材比针叶树进化。
四 树脂道 树脂道——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，为针叶树材构造特征之一。 根据树脂道发生和发展可分为正常树脂道和创伤树脂道.. （一）正常树脂道 1 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～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。
五 针叶树材显微结构概览图示 (一)针叶树材显微结构分子
(二)针叶树材显微结构三切面
(三)针叶树材显微结构立体结构
松 木 立 体 显 微 结 构
第三节 阔叶树材的显微结构
阔叶树材除水青树、昆栏树等极少数树种外，都具有 导管，故此称有孔材。阔叶树材的组成分子有导管、 木纤维、轴向薄壁组织、木射线和阔叶树材管胞等。
环管管胞 维管管胞
（四）轴向薄壁组织
由形成层纺锤形原始细胞衍生成两个或两个以上的具 单纹孔的薄壁细胞，纵向串联而成的轴向组织。其功能 主要是贮藏和分配养分。
1 分类：阔叶树材中轴向薄壁组织远比针叶树材发达，其
分布形态也是多种多样的，是鉴定阔叶树材的重要特征 之一。 根据轴向薄壁组织与导管加生的关系，分为离管型 和傍管型两大类。

导管是由管胞演化而成的一种进化组织，专司输导作用。 导管分子是构成导管的一个细胞。
2 导管分子的ຫໍສະໝຸດ Baidu状和大小
形状：常见有鼓形、纺锤形、圆柱形和矩形等，一般 早材部分多为鼓形，而晚材部分多为圆柱形和矩形。 若树木仅具有较小的导管分子，则在早晚材中都呈 圆柱形和矩形；若导管分子在木材中单生，它的形状 一般呈圆柱形或椭圆形。 大小:以测量弦向直径为准。 小者可小于25μm，大者可大于400μm。 通 常 可 以 用 100 ～ 200μm 定 为 中 等 ， 小 于 100μm者为小，大于200μm者为大。
（二）纤维 1 定义 2 纤维的种类 根据壁上纹孔类型，有具缘纹孔的木纤维称 纤维状管胞；有单纹孔的木纤维称韧型纤维。 这两类木纤维可分别存在，也可同时存在于 同一树种中。它们的功能主要是支持树体，承 受力学强度的作用。 有些树种还可能存在一些特殊木纤维，如分 隔木纤维和胶质木纤维。
（1）纤维管胞：即纤维状管胞， 是标准的纤维细胞，胞壁厚，胞 腔小，两端尖削，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。 （2）韧型纤维：韧型纤维为细长 纺锤形，末端略尖削，偶呈锯齿 状或分岐状。其细胞壁较厚，胞 腔较窄，外形与纤维管胞略相似。 具单纹孔，纹孔小而少，是比较 进化的支持组织。
3 管孔：导管分子在木材横切面上所呈现的小孔。 4 穿孔和穿孔板
穿孔－两个导管分子纵向相连时，其端壁相通的孔隙称为 穿孔。
穿孔板－在二个导管分子端壁间相互连接的细胞壁称为穿 孔板。
根据穿孔板上穿孔的个数不同，穿孔又分为单穿孔和 复穿孔，复穿孔又有梯状穿孔和筛状（网状）穿孔之分。
5 导管分子上的纹孔 导管分子侧壁上的纹孔大多是具缘纹孔，它 与轴向薄壁细胞和射线薄壁细胞之间形成的纹 孔对是半具缘纹孔对，导管分子之间形成的纹 孔是具缘纹孔对。 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。
与针叶树材相比，阔叶树材构造特点是结构复杂，排 列不规整，材质不均匀。其中导管约占20%，木纤维占 50%，木射线占17%，轴向薄壁组织占2%～50%。各类细 胞的形状、大小和壁厚相差悬殊。
一 阔叶树材的基本显微结构 （一）导管和导管分子 1 定义：由一连串的导管分子末端与末端顺纹相 连形成的管状组织叫导管，约占树木总体积的 20％。
导管分子之间的纹孔有三种固定的排列形式：梯状 纹孔式、对列纹孔式、互列纹孔式
A
B
C
6 导管分子上的螺纹加厚 7 导管的内含物 （1）侵填体 形成过程：当阔叶树边材转变为心材时，导管 周围的薄壁细胞及其原生质通过纹孔挤入导管， 并在导管内生长、发育，局部或全部占据管腔形 成。 发生部位：心材导管和薄壁组织相邻接处。 化学成分：木质素和纤维素 与拟侵填体的异同：拟侵填体是当针叶树材中 的树脂外流时，泌脂细胞膨大而形成的。 （2）树胶及其它内含物
交叉场纹孔可分五种类型： 窗格型：为单纹孔，形状大，为松属 树种的特征。 松木型：比窗格型小的单纹孔，无一 定形状，见于松属木材。 云杉型：具窄而稍外延或内含的纹孔 口，形状小，纹孔缘窄，为云杉、 落叶松、黄杉属的特征 。 柏木型：纹孔口较宽，但纹孔缘内含、 较窄。 杉木型：纹孔口内含，缘较窄，纹孔 口长轴与纹孔缘一致，见于杉科大 部分树种。
香樟木射线
1 组成射线的细胞类型和木射线类型 射线中的细胞类型：横卧射线细胞、直立射线 细胞 根据组成射线的细胞不同对木射线进行的分类： 同形木射线：全部由横卧射线薄壁细胞组成的射 线。 异形木射线：由横卧和直立射线薄壁细胞组成的 射线。在不同的树种中还可进一步细分为三种 类型。
同形射线
同形多列射线
图4-2 针叶树材管胞 A.马尾松早材管胞； C.晚材管胞的一部分； 1.径切面上的纹孔； 2.弦切面上的纹孔； 3.通向射线管胞的纹孔； 4.窗格状纹孔 B.早材管胞的一部分；
（二）管胞的排列、形状、大小及作用 1 排列：横切面上管胞均沿径向排列，同一径列 的管胞起源于同一形成层纺锤形原始细胞。 2 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(图4-2)。
3 管胞大小：指其弦向直径和长度，弦向直径一 般为30~45微米；早材管胞平均长度为3.247 毫米，晚材平均长3.654毫米。 4 管胞壁上的具缘纹孔：多分布于径面壁，弦面 壁上的纹孔多见于年轮末端的几层细胞。 5 管胞壁上的螺纹加厚
（三）索状管胞
指轴向排列的成串的短 管胞。它比轴向管胞短，细胞 呈长矩形，径壁和端壁均具有 具缘纹孔。
第四章 木材的微观结构
第一节 木材显微结构导言
一 木材细胞的排列 木材有两种不同系统的 细胞组成，即： 轴向（纵向）系统：起源 于形成层纺锤形原始细胞 径向（横向）系统：起源 于射线原始细胞
二 木材细胞的形态类别 1 纤维状细胞：针叶树材管 胞和阔叶树材木纤维 2 非纤维状细胞：薄壁细胞 3 阔叶树材中的导管分子
2 树脂道的组成：
包括泌脂细胞、死细 胞、伴生薄壁细胞。 1 泌脂细胞：侧壁相连， 胞壁没有木质化，所以弹 性很大。 2 死细胞：没有原生质， 充满空气和水分的木质化 的细胞，没有弹性，是树 脂道的骨架。
3 伴生薄壁细胞：内含细 胞核、原生质和贮藏物。
4 管胞 5 细胞间隙 6 射线管胞
3 树脂道的直径、长度和分布
云杉型
（二） 木射线的分类
1 单列木射线：木射线细胞仅有一列，或偶尔有两列所构成的木射线， 其中不含树脂道，常见于冷杉、杉木、柏木等树种。 2 纺锤形木射线：木射线中央有横向树脂道存在使木射线呈现纺锤形， 常见于有横向树脂道的树种，如松类、云杉、落叶松、银杉等树种。
（三） 木射线的高度和体积 1 高度：用弦切面上的细胞个数或整个高度用微米来计。
（四）树脂管胞
针叶树材管胞在 由边材转变为心材 的过程中，与木射 线或其它薄壁细胞 相邻的管胞中，常 有树脂沉积于胞腔 中，形成微红褐色 至褐色的内含物， 这种管胞成为树脂 管胞。
二 轴向薄壁组织 （一）轴向薄壁组织的来源 （二）轴向薄壁组织的特征 轴向薄壁组织是一种纵行的、 成串的薄壁细胞。 横切面上是一个细胞，壁很薄， 细胞腔内常含有深色的内含物； 纵切面上是许多长方形细胞连成 一串，两端细胞较尖，具单纹孔。 细胞两端的壁是水平的，且壁上 的单纹孔对常形成念珠状或节状突 起。
2 薄壁组织中的一些变态细胞 纺锤形薄壁细胞：由单独一个纺锤形原始细胞 分生出的不再分裂的薄壁细胞，两端较尖，形 状类似于短的纤维，但具薄壁细胞的性状。它 在具叠生形成层的树种中常见。 分隔薄壁细胞 异细胞 油细胞 结晶细胞 石细胞
（五）木射线
木射线—位于形成层以 内的木质部中，呈带状并沿径 向延长的薄壁细胞壁集合体。 阔叶树材的木射线比较 发达，含量较多，为阔叶树材 的主要组成部分，约占木材总 体积的17%。
异形单列射线
异形1型
异形2型
异形3型
2 木射线的宽度和 木射线类型
阔叶材木射线的宽度变化 很大，以细胞个数计，可分为： （1）单列木射线：射线宽度仅 一个细胞，如杨、柳等少数树 种存在。 （2）多列木射线：射线宽度为2 列以上的细胞，几乎存在于 阔叶树材的绝大部分树种。
在具正常轴向树脂道的六属中，松属树脂 道最多也最大，其直径为60～300μm，落叶松 次之为40～80μm，云杉为40～70μm，银杉和 黄杉为40～45μm，油杉为最小。 树脂道长度平均为50cm，最长可达1m，它 随树干的高度而减小。
（二）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） 。而正常轴 向树脂道为单独存在，多 分布早材后期和晚材部位。
纤维管胞
韧型纤维
（3）隔膜木纤维：指细胞腔中具有比侧壁
更薄的水平横膈膜组织的纤维管胞或韧型纤 维。在具有较大单纹孔的韧型纤维中出现较 多。
（4）胶质木纤维：是指尚未木质化的，胞
腔内壁呈胶质状的木纤维，即为次生壁呈胶 质状态的韧型纤维或纤维状管胞，通常出现 胶质状态的韧型纤维较纤维状管胞要多。
3 纤维的长度和直径 4 纤维胞壁厚度
隔膜木纤维
胶质木纤维
（三）阔叶树材管胞
管胞是组成针叶树材的最主要 成分，在阔叶树材中不常见，仅少 数树种内可见，亦不占主要地位。 其长度较针叶树材管胞要短得 多，且形状不规则。 阔叶树材管胞可分为环管管胞 和导管状管胞两类。
1 环管管胞:位于环孔材大导管周围， 壁上具明显的小具缘纹孔，略似不 规则形状的管胞，不成一定的轴向 排列，由于受导管的挤压多呈扁平 状。 2 维管管胞：又叫导管状管胞，多 存在于晚材，形状类似小导管，但 不具穿孔。上、下端头倾斜方向相 反，以具缘纹孔沟通。 此外，还有一种纤维状管胞，归 入木纤维中。
（三）轴向薄壁细胞和轴向管胞的区别 （四）轴向薄壁组织的分布形态 针叶树材轴向薄壁组织在横切面上的分布类 型有三种：星散型、切线型、轮界型 （五）轴向薄壁组织在木材利用上的特征 1 削弱木材的物理力学性质； 2 具有挥发性的油类，可蒸提出来作为它用或使 木材具有较高的耐久性。
三 木射线 （一）木射线的组成 针叶树材木射线中包含三种类型的细胞： 1 分泌细胞：分布于木射线中横向树脂道的周围。 2 射线薄壁细胞：针叶树材的射线薄壁细胞与纵行管 胞的径面壁相接的区域称交叉场。交叉场上纹孔的特 征对于针叶树材的显微识别有重要作用。交叉场上纹 孔的类型有五种： 3 射线管胞：是针叶树材中松科树种的特征，硬松射 线管胞的内壁具有不规则的锯齿状加厚，有助于识别 硬松，而软松射线管胞的内壁平滑。
第二节 针叶树材的显微结构
构成针叶树材的细胞类型较单一，排列也较规则， 由两类细胞构成：
1 厚壁细胞：轴向的管胞是组成针叶树材的主要细胞， 占总体积的90%，有的树种木射线中也 含厚壁细胞。 2 薄壁细胞：轴向的只在部分树种中存在，包括分泌 薄壁细胞；径向的是木射线薄壁细胞。
一 管胞 （一）定义 管胞是针叶树 材中的一种纵行 的纤维状厚壁细 胞，两端尖锐， 占木材总体积的 90%以上，是组 成针叶树材的主 要细胞。