的木材学笔记

的木材学笔记
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第一章木材宏观构造
第一节树干的组成
1.<研>.种子植物门（裸子植物亚门和被子植物亚门）
种子植物分为裸子植物（针叶树）和被子植物。

被子植物又分为单子叶植物和多子叶植物。

而两者中的木本称为阔叶树。

林奈双命名法（又称两段命名法）。

属名+种加词+变种名
<考>.裸子植物就是针叶树，被子植物就是阔叶树。

（╳）
（但这话反过来是可以的：针叶树是裸子植物，阔叶树是被子植物。

）
2.树木可分为树根，树干和树冠三部分。

各自作用：
树根：支持立木于土地上，保持树木垂直，并从土壤中吸收水分，矿物质，储藏备用养料。

树干：一方面把水分和矿物质通过边材从到树木，一方面把养料沿韧皮部送至树木，并与树根共同支撑树木。

树冠：把根部吸收的水分和矿物质养分以及叶子吸收的二氧化碳，通过光合作用，制成碳水化合物，同时呼吸，蒸腾。

树冠的范围是由树干上部第一个大活枝算
起，至树冠顶梢为止。

<考>.边材：水分矿物质运输
韧皮部：养料运输
3.树木的生长是高生长和直径生长共同作用的结果。

<理解>.高生长是顶端分生组织活动的结果，将新长出的细胞留置在下方，生长点向上抬高。

直径生长是形成层分生活动的结果，向内形成次生木质部，向外形成次生韧皮部。

<研>.10米高的树，钉子钉在2米处，当树长到20米高时，钉子在哪儿？（主要就是考高生长是顶端分生，和已分生细胞无关。

）
<名词解释>.初生长（高生长）VS次生长（直径生长）
<考>.树木开始直接生长的标志是形成层向外生成次生韧皮部，向内生成次生木质部。

直径生长主要是侧向加粗分生组织，所形成的组织为次生组织。

次生组织主要加强树干对外界的应力。

（注意，次生组织的作用。

）
<考大题>.树木生长的详细过程
4.树干的四个部分：树皮，形成层，木质部和髓。

<了解>.树皮:贮藏养分，防止树木生活组织受外界湿度剧烈变化或机械损伤的影响。

分为内皮（活皮），外皮（死皮）,占树干总体的6%-25%。

作为原木识别的主要依据
形成层：位于树皮和木质部之间，肉眼不见，由具有细胞分裂机能的细胞构成，向内分裂次生木质部，向外分裂次生韧皮部。

木质部：初生木质部起源于顶端分生组织，次生木质部起源于形成层的逐年分裂，占绝大部分，是木材的主体。

<考>木质部明显多于韧皮部的原因。

壮龄树的树干由90%的木质部和10%的韧皮部组成。

髓：由薄壁细胞组成；功能：在树木生长初期，贮存养分供给树木生长。

髓与初生木质部共同组成髓心。

髓心组织松软，强度低，易开裂，在附近多节，质量要求较高的木材，不允许带有髓心。

<名词解释>偏心材：树木受生长环境影响，髓偏离中心而移向一侧。

髓vs髓心<考>一切组织均起源于形成层。

（√）
形成层是产生木材的源泉。

（√）
髓的形状和大小可作为鉴别木材的特征之一。

（╳）（是髓心，而不是髓）
最外层的生长层是最新的木质部。

（√）
5.木材的三切面
（注意图1-2 三切面及主要宏观构造如断续的射线）
三切面的定义：
横切面：与树干纵轴或木纹方向相垂直的切面（该面用作砧板，铺路木砖）；
径切面：与树干纵轴或木纹方向相平行，沿树干半径所作的切面（该面用作地板、木尺、乐器用处的共鸣板）；
弦切面：与树干纵轴或木纹方向相平行，与树干半径相垂直，与年轮相切的切面。

（该面用作家具，桶板，甲板）
<理解>板厚的中心线与年轮的切线，两直线所成夹角大于60度，称为径切板，小于30度，称为弦切板。

<名词解释>斜切板：夹角介于30度和60度之间的，也称半径切板或半弦切板。

<考>.通常用弦切板用作乐器的共鸣板。

（╳）（径切板的用处）
<研>.以水曲柳为例，画出径切面和弦切面示意图（主要是导管槽，水曲柳晚材导管呈星散状排列，书上有特别提到，旋切单板美观）或比较水曲柳和水青冈的弦切面花纹（一个是导管的作用，一个是粗木射线的作用）。

第二节木材的宏观构造
（归纳总结哪些是横向细胞，哪些是轴向？哪些一定存在，哪些是可能存在，联系微观构造，厚壁&薄壁及作用。

）
宏观构造指在肉眼或扩大镜下能观察到的构造和外貌特征，分为构造特征和辅助特征两大类。

（注，原木的材表特征也属于宏观构造范畴，作为识别参考依据。

）
1.心边材
<理解>.木材中心边材颜色有显着差别的，称显心材树种（心材树种）。

心边材颜色无明显差别，但含水率有差别的，称隐心材树种（熟材树种）。

心边材颜色无明显差别，且含水率无差别的，称边材树种。

树木在幼龄时期全部由边材构成。

边材的宽度与树木在林分里的优势程度有关，活力大的树木有较宽的边材。

在树木内部，树冠的边材最宽，向下到树干基部宽度减小。

*<掌握>树木从边材到心材的转变过程：1生活细胞失去作用2细胞壁中水分大大减少3营养物质自细胞中移去4导管中侵填体形成5细胞壁中浸提物质沉积6纹孔处于闭锁状态
<名词解释>假心材（伪心材）：某些心边材颜色无明显差别的树种，菌类寄生，使木材变色，中心部分成为假心材，山杨最易形成。

vs隐心材
内含边材：在心边材有明显差别的树种中，心材部分偶现材色较浅的环带，称为内含边材。

是由于菌类或气候影响形成的，在栎木中常见。

髓心vs髓斑（树木生长过程中，形成层受到昆虫损害后形成的愈合组织）
<考>.看不到髓心的树种，称为隐心材。

（╳）（心边材颜色无明显区别，但在立木中心材含水率较低：如云杉属、冷杉属、山杨、水青冈等。

）
所有树种的边材含水率都是高于心材的。

（╳）（我国东北次生林中的水曲柳，柞木，白桦正好相反。

）
以新采伐的木材颜色作为识别依据，识别较为准确。

（√）（树木初伐后，心材无色或浅色，暴露相当时间后，心材中有机物质氧化，变为深色。

）
边材的宽窄，为鉴定木材的特征之一。

（√）
2.生长轮，早晚材
<理解>在同一树木中，其垂直分布大致是越近树基年轮越窄，越近树梢年轮越宽，水平分布大致是越近髓心年轮越宽，越近树皮年轮越宽。

（从生长速度分析）
*在木材利用上，以横切面上垂直年轮方向1cm内年轮的树木来估计木材的物理力学性质。

一般来说，针叶树材以每厘米内年轮树木均匀者强度为大，而阔叶树材的环孔材则是年轮越宽，强度越大。

在一个年轮内，早材至晚材的转变程度是识别针叶树材的重要特征之一。

生长轮的形成是缘于外界环境变化造成木质部的不均匀生长现象。

*软松（早晚材缓变）华山松红松锯齿状加厚瘤层<单维管束松亚属>
硬松（早晚材急变）马尾松油松。

<双维管束松亚属>
如何区别软松和硬松
软松是松属中的单维管束松亚属，一般早晚材缓变，射线管胞内壁平滑，无锯齿状加厚出现，瘤层存在于管胞表面角隅处。

而硬松是双维管束松亚属，早晚材急变，在射线管胞的径切面内壁上，有锯齿状加厚，瘤层普遍出现于管胞内表面和纹孔缘，纹孔室表面，纹孔膜等处。

软松商品名为红松，硬松商品名为松木。

<理解>晚材率晚材率的多少是衡量木材强度大小的一个重要标志（主要是衡量针叶树材和阔叶树环孔材*因为对于散孔材和半散孔，早晚材转变不明显。

），晚材率越高，密度越大，木材强度越大。

晚材率计算公式：（晚材宽度/年轮宽度）×100%。

晚材率自髓心向外逐渐增加，但达到最大限度后便开始降低，所以，年轮越靠近树皮，晚材率越小（对老龄木而言）。

<名词解释>假年轮：由于菌害，气候原因，致使同一生长周期内，形成两个或更多年轮，其中不完整的年轮称为假年轮或伪年轮。

<考>.靠近树干根部的横切面上的年轮树木，可以代表树木年龄。

（╳）（必须加上幼苗年龄)针叶树材的早晚材差别显着，故其轮界线较阔叶树材明显。

（√）
在散孔材中，生长在温带和寒带的树种，其轮界线仍然比较明显。

（√）
3.管孔
导管分子的横切面称为管孔。

椭圆形管孔的径向直径大于弦向，但管孔大小以弦向直径为准。

管孔的分布类型是识别阔叶树材的重要特征之一。

导管分子在纵切面上呈细沟状，称为导管槽。

导管槽是形成木材花纹的主要因子之一。

导管内通常含有侵填体和树胶等内含物。

侵填体：横切面呈泡沫状，纵切面管槽内呈有光泽的薄膜，是识别阔叶树材的特征之一。

树胶：肉眼观察呈不定形的褐色或红褐色的胶块，无光泽。

<考>.阔叶材称为硬材，针叶材为软材，这里的硬材和软材是作为木材商品上的名称。

（√）
软材的硬度都要小于硬材。

（╳）（红豆杉，紫杉较硬，白杨，泡桐，巴塞木较软。

）
4.轴向薄壁组织（也称木薄壁组织）
轴向薄壁组织对宏观识别木材具有重要的特征意义，是阔叶树材的重要特征之一。

注，是组织，不是细胞。

结合第三章导言
花纹的主要因子之一，但其本身会导致木材的开裂和强度的降低。

5.木射线
木射线是木材中唯一呈辐射状的横线排列组织。

木射线在横切面呈细线辐射状，反应宽度和长度。

在径切面呈或断或续的丝带状或片状，反应其长度和高度。

在弦切面呈短竖线状或纺锤状，反应其高度和宽度。

木射线在树木生长时起横向输导和贮藏养料的作用。

某些宽木射线的木材，其径切面常呈现银光纹理（也称银光花纹<名词解释>），构成美丽花纹，适作家具和细木工材料。

*木射线的优缺点：优：1有利于横向渗透2限制木材径向变形和提高木材径向抗压强度
缺：1木射线是薄壁细胞组织，强度低2木材干燥时，常沿木射线开裂
<名词解释>髓射线：从髓心放射出来的射线vs木射线：位于木质部vs韧皮射线：
位于韧皮部初生木射线（始于髓心，直至树皮）vs次生木射线（不连接髓心，始于木质部，直至树皮）
波痕：木射线或轴向细胞叠生排列所形成的，又称布格纹或叠生构造。

（只有阔叶材具有。

）
<考>针叶材木射线均为单列木射线，宏观下宽度极细。

（╳）（后半句是对的，前半句错了。

要区别细不代表是单列，概念混淆。

但针叶树材木射线均为极细。

）6.胞间道（也称细胞间隙道）：由分泌细胞围绕而成的长形细胞间隙
树脂道：是泌脂细胞所围成的充满树脂的孔道，为某些针叶树材所特有，晚材中最为明显。

具有树脂道的树种，其木材易于燃烧且热力较高，但不利于油漆，且易遇热渗油，受伤树脂道：由2个或以上的树脂道组成，位于早材部分，常出现在年轮开始生长处，呈短切线状排列。

在春季采割松脂时，易形成受伤树脂道，所以轴向受伤树脂道常分布于早材内。

<名词解释>.正常树脂道vs受伤树脂道：树木受机械损伤，菌害气候等影响，凡破坏树木正常生理活动的，均足以引起受伤树脂道。

<注意>.具有树脂道，说明具有树脂细胞。

但不具有树脂道的树种，同样也有树脂细胞。

（如柏木杉木）
<考>.松科六属木材的树脂道在横切面上呈浅色小点，观察须凭借显微镜。

（╳）（松属木材树脂道大而多，无需显微镜。

）
正常树脂道为针叶材正常生理现象，轴向树脂道都只是星散分布在年轮中。

（╳）（后半句是错的，也有断续切线状分布。

）
受伤树脂道的生成，不仅发生在具有正常树脂道的树种中，也可能发生在无正常树脂道的树种中。

（√）
通常根据有无正常树脂道和树脂香气的大小，将针叶材分为有脂材和无脂材两类。

（╳）（前半句分类标准是对的，分为脂道材（松科六属），有脂材（无树脂道但有树脂香气，流出树脂的，如柏木杉木），无脂材。

）
<名词解释>脂道材vs有脂材
7.木材的颜色和光泽，滋味
颜色：木材的颜色作为木材的识别特征之一。

木材细胞本身无明显颜色，但因细胞内含有各种色素及其他，致使木材呈现各种颜色。

<填空>同一树种的木材，也因木材干湿，空中暴露的久暂，有无腐朽及树龄，部位等的不同而不同。

识别木材要看新切削材面的颜色。

长期至于阳光下的木材，由于风化和氧化作用，会变为浅灰色，长期贮存于水中的
木材，由于鞣质和铁盐的作用，材色会变深。

（所以，锯解木材含鞣质多的湿材，板面会出现黑色斑纹。

）*木材初期腐朽的标志：马尾松边材常带青变色，水青冈变为浅黄色，桦木变为淡红褐色，色木常有杂色斑纹。

*木材的漂白方法：双氧水（30%）100克，水100克，氨水（25%）20克混合涂在木材表面。

光泽：木材的光泽多呈现于纵切面上，横切面上不易看见。

<填空>光泽反应木材细胞壁的化学组成特点，也反映着木材树种间的差别和树木生长状况。

同颜色一样，观察木材的光泽，应该在新切削纵切面上进行。

滋味：是可溶物质沉淀或积聚在细胞内或细胞壁上所致，与细胞壁本身无关。

<考>由于心材中沉淀物较多，所以木材的心材滋味较边材显着。

（╳）（引起滋味的物质是可溶性的，在边材细胞内可以呈溶液状态，所以边材显着。

）
8.木材结构纹理，花纹
结构：木材细胞直径越大，结构越粗。

直径越小，结构越细。

阔叶材以导管的弦向直径为标准，针叶材以管胞的弦向直径为标准。

斜纹理可分为以下几种:螺旋纹理，交错纹理，波浪纹理和皱状纹理。

第三节木材识别
1树木分类知识
三名法：属名+种加词+命名人
或属名+种加词+变种名。

在科学研究和市场贸易中，必须要求木材名称是拉丁学名。

<研>2成为商品材的特点：1多年生2须具直立多年生主茎 3生长过程中不断生存新木质层和树皮层，使主茎直径逐渐增大。

第二章木材细胞壁
第一、二节细胞壁的微观构造细胞壁的超微结构
在结构上可以分出细胞壁的层次，是因为各层的化学组成不同和微纤丝的排列方向不同。

胞间层：主要由木素和果胶质物质组成，高度木质化。

在成熟细胞中很难区分出胞间层。

初生壁：细胞增大期间形成的壁层，也是高度木质化。

次生壁：在细胞成熟以后形成的壁层，细胞体积不变，向内加厚。

当细胞腔内的原生质体停止活动，次生壁就停止沉积，细胞腔形成中空。

细胞壁的厚薄主要由次生壁中的S2层厚度决定。

<考>当木材切片染色后，在显微镜下可以见到胞间层，初生壁，S1,S2,S3层。

（╳）（胞间层和初生壁的分界很难区分，所以镜片观察只能见到复合胞间层）分析次生壁较初生壁规则的原因<理解>初生壁多呈不规则的交错网状，而次生壁往往比较有规则。

细胞生长过程中，微纤丝由横向改变为纵向的过程。

（主要是在初生壁形成过程中的）细胞生长过程中，微纤丝沉积在细胞壁内壁，并随着细胞壁的伸展而改变其排列方向。

刚开始的时候，微纤丝是沿着细胞轴横向平行围绕，这样限制了细胞的侧面生长，于是细胞伸长，微纤丝的方向就逐渐趋于与细胞长轴平
<研>试以管胞和纤维为例论述壁层结构理论（把上面全部讲一遍）
纤丝单元光学显微镜下观察可见0.4-1.0um 粗纤丝（光学显微镜虽然不能直接观察到微纤丝，但可间接地知道微纤丝的排列方向。

）
电子显微镜下观察可见10 -30 nm 微纤丝（微纤丝间大约10nm空隙，木素及半纤维素聚集于空隙中）
电子显微镜下观察可见3.5-5.0nm 基本纤丝
纤维素的最小组成单元是基本纤丝。

基本纤丝——微纤丝——纤丝——粗纤丝——薄层——细胞壁层
结晶区（微晶）纤维素分子链平行排列，在x射线衍射图反应是高度结晶
非结晶区（无定形区）纤维素分子链排列疏密程度减少，分子链间形成较大间隙<考>通常在微纤丝可以通过x射线图看到结晶区和非结晶区，二者逐渐过渡，无明显界限。

（╳）（混淆概念：结晶区与非景区是构成基本纤丝的，并不是微纤丝。

）
微纤丝倾角的测定方法(考过的)将细胞壁脱木素后，再用碘处理，其间隙往往有碘的针状结晶。

碘结晶的长度方向即显示微纤丝的排列方向，即倾角大小。

第三节细胞壁上的特征
次生壁上的凹陷结构，也就是次生壁在增厚过程中所遗留的局部未增厚的部分。

相邻细胞间的水分和养料通道。

纹孔的利用 1 在立木中，纹孔是相邻细胞间的水分和养分通道。

2 在加工过程中，对木材干燥，胶粘剂渗透和化学处理剂浸注有较大影响。

3 木材识别纹孔是细胞壁上的重要特征，在木材显微识别上有重要作用。

Ps <填空>渗透性的相关因素：纹孔管孔侵填体木射线心边材
纹孔由纹孔腔纹孔膜和纹孔口三部分组成
纹孔腔：一个纹孔从纹孔膜到细胞腔的全部空间（纹孔室+纹孔道）
纹孔膜：一对纹孔之间的隔膜，由两个细胞的初生壁间层所组成
纹孔口: 通入细胞腔和纹孔室的空口
纹孔塞：纹孔膜中央的加厚部分
纹孔环：纹孔膜的边缘
纹孔缘：拱形次生壁
纹孔室：纹孔膜和纹孔缘之间的空间
纹孔道：细胞腔和纹孔室之间的通道
纹孔内口：纹孔道通向细胞腔的开口（注：通向细胞腔的是内口，通向纹孔的是外口）
根据纹孔腔的形状不同，将纹孔分为单纹孔和具缘纹孔。

单纹孔：特点是纹孔腔的宽度内外大致相等，常见于薄壁细胞，厚壁细胞中仅见于韧型纤维。

具缘纹孔：（又称边壁孔或重纹孔）主要存在于木质部的组成分子中，指在次生壁增厚时骤然收缩，纹孔膜被环形次生壁环抱的纹孔。

<理解>在显微镜下，可以看见到的是纹孔环，纹孔塞和纹孔口三个环中的任意两个环，和剖面无关，是因为焦距的问题。

所以改变焦距，就可以看见三个环中的任意两个。

早材看不出外口内口，易形成闭塞纹孔原因：早材管胞壁较薄，所以纹孔缘没有明显加厚，看不到内外口，另纹孔塞较为柔软，所以易发生闭塞纹孔。

<填空>半具缘纹孔存在于早材管胞与射线薄壁相交的交叉场纹孔（鉴别针叶树材的重要特征之一），轴向薄壁细胞与管胞之间，射线薄壁细胞与射线管胞之间，单纹孔对的纹孔膜上发现有原生质痕迹的小孔。

导管间具缘纹孔的不同形状和排列是鉴别阔叶材的重要特征。

<名词解释>盲纹孔：在薄壁组织中，纹孔靠近细胞间隙，或其他部位的细胞壁上，单纹孔仅在一侧，另一侧不显出凹陷构造。

分歧纹孔vs筛状纹孔
内含vs外延（显微镜下的观察，不一定纹孔环是最大的那个环，也有可能是纹孔外口。

）
<考>如果某些薄壁细胞没有真正意思上的加厚，那么也就没有显着纹孔。

（√）纹孔道通向纹孔室的开口称为纹孔外口。

（√）
具缘纹孔一般构造较单纹孔要复杂，其中具缘纹孔都有纹孔塞结构。

（╳）（纹孔塞是针叶材管胞的特有结构，在阔叶材中是没有纹孔塞的，但也有例外。

）
螺纹加厚
次生壁内表面上，由微纤丝局部聚集而形成的屋脊状凸起。

聚集覆盖于S3层上，呈S型或Z型缠绕。

通常，螺旋倾角与细胞腔直径大小呈反比。

螺纹加厚常出现于针叶材管胞，射线管胞，也可以存在于某些阔叶材的导管，木纤维，导管状管胞等厚壁细胞中，偶见于薄壁细胞。

（推：螺纹加厚一般出现在厚壁细胞中）
螺纹加厚的有无，显着程度，形状等均可作为鉴别木材的参考依据。

<名词解释>区别螺纹加厚和螺纹裂隙
瘤层
无定形，一般存在于细胞腔和纹孔腔内壁。

瘤层是区别针叶材中一些科属及亚属的重要标志。

第三章木材的显微构造
导言
木材细胞：轴向细胞：由纺锤形原始细胞产生
径向细胞：由射线原始细胞产生全部横行细胞存在于木射线中<考>木射线是木材中唯一的横行细胞（x）（木射线是组织，不是细胞。

）木材细胞在立木中的作用：机械支持，输导和贮存，分泌。

细胞形态可分为纤维状（管胞，木纤维）和非纤维状两大类。

木材中只有导管分子是唯一相通，呈孔状的。

弦向直径，因为径向直径从早材到晚材变化由大到小，无参考意义。

第一节针叶树材的显微构造
1、管胞 90％
平均长度3-5mm，长宽比100：1，平均直径40um。

早晚材管胞比较试比较早晚材管胞构造特点，并结合各自作用加以分析
管胞上的纹孔主要分布在径面壁上，且集中于管胞两端。

<考>由于管胞从早材到晚材变化增厚，故针叶材早晚材转变度都明显。

（x）（早材到晚材变化，但实为年轮界限明显。

而早晚材转变有的急变，有的缓变。

）
2、轴向胞壁细胞（因为常含深色树脂，又称树脂细胞）
三类胞壁细胞：射线薄壁细胞，分泌细胞，轴向薄壁细胞。

部分针叶材中不存在轴向胞壁细胞
3、泌脂细胞树脂道 0.1-0.7%
树脂道的组成：管胞，泌脂细胞，死细胞，伴生薄壁细胞
<名词解释>拟侵填体（树脂道填充物）vs侵填体
联系p3，软松，硬松。

画出具拟侵填体的横向树脂道和纵向树脂道示意图{拟侵填体泌脂细胞死细胞伴生胞壁细胞（和泌脂有空隙）管胞/射线管胞}（注拟侵填体，以及横向树脂道的射线管胞和纵向树脂道的管胞不要忘画）
创伤树脂道可发生在全部针叶树种。

4、木射线 7％
木射线中包含的细胞种类：射线薄壁细胞，射线管胞和泌脂细胞。

射线管胞：存于松科五属
交叉场纹孔：在径切面上，由射线薄壁细胞和轴向管胞相交区域内的纹孔式，通常在早材部分。

类型：窗格状，松木型，云杉型，杉木型，柏木型。

（<考>各种类型特点及名词解释）
第二节阔叶材
1、导管（水青树，昆栏树无导管） 20％
早材鼓形，晚材圆柱形和矩形。

同管胞一样，测量直径以弦向直径为准。

根据管孔的分布状态，分为环孔材，散孔材，半散孔材。

组合，分为单管孔，复管孔，管孔链，管孔团。

<考><名词解释>复管孔vs管孔链（后者形状不变，前者端头仍为圆形，中间扁平状。

）
穿孔：两个导管分子之间底壁相通的空隙（源于纹孔膜的消失）
穿孔板：连接部分的细胞壁单穿孔。