木材学木材学课程负责人 吴义强 教授湖南省精品课程木材科学与技术国家重点学科 第四章第四章 木材显微构造木材显微构造阔叶树材的显微构造阔叶树材的显微构造两种树材组织构造的比较两种树材组织构造的比较3针叶树材的显微构造针叶树材的显微构造12 4.1 4.1 针叶树材的显微构造针叶树材的显微构造木木材材细细胞胞壁壁针叶树材的针叶树材的解剖分子解剖分子微纤丝及其构成微纤丝及其构成microfibril and the structure 管管 胞胞轴向薄壁组织轴向薄壁组织 木木 射射 线线 树树 脂脂 道道微纤丝角（微纤丝角（α））(microfibrillar angle)决定着木材各向异性的特征，决定着木材各向异性的特征，分出了细胞壁的各个壁层分出了细胞壁的各个壁层木材细胞壁的一级物木材细胞壁的一级物理形态单位理形态单位绿色字体绿色字体有链接有链接左图：微纤丝及其构成左图：微纤丝及其构成 4.1.1 4.1.1 管胞管胞轴向管胞轴向管胞树脂管胞树脂管胞索状管胞索状管胞射线管胞射线管胞输导水分和机械支撑输导水分和机械支撑 功能功能类类型型特征特征变异变异在在横横切切面面径径向向排排列列，，早早材材常常为六角形晚材呈四边形为六角形晚材呈四边形管胞长度因树种、树龄、生管胞长度因树种、树龄、生长环境、树木的部位而异长环境、树木的部位而异 纹孔纹孔螺纹加厚螺纹加厚 径列条径列条 眉条眉条管胞壁管胞壁 特征特征管胞管胞 管胞管胞轴向薄轴向薄壁细胞壁细胞木射线木射线薄壁细胞薄壁细胞射线射线管胞管胞 v 早早材材管管胞胞：：两两端端呈呈钝钝阔阔形形，，细细胞胞腔腔大大壁壁薄薄，，横横断面呈四边形或多边形；断面呈四边形或多边形；v 晚晚材材管管胞胞：：两两端端呈呈尖尖削削形形，，细细胞胞腔腔壁壁厚厚，，横横断断面呈扁平状面呈扁平状( (如右图如右图) )。
图图 针叶树材管胞针叶树材管胞A.A.马尾松早材管胞；马尾松早材管胞；B.B.早材管胞的一部分；早材管胞的一部分；C.C.晚材管胞的一部分；晚材管胞的一部分；1.1.径切面上的纹孔径切面上的纹孔2.2.弦切面上的一部分弦切面上的一部分3.3.通向射线管胞的纹孔通向射线管胞的纹孔4.4.窗格状纹孔窗格状纹孔 管胞的尺寸及变异管胞的尺寸及变异 u(1)长度长度:一般长一般长3～～5mmu(2)直径直径(弦向弦向):30～～60um,最大最大80umu(3)长径比长径比:75～～200:1u(4)双壁厚双壁厚(径向径向):2～～7um,最厚最厚10umu(5)壁腔比＝径向双壁厚壁腔比＝径向双壁厚/径向胞腔宽径向胞腔宽u(6)管胞壁厚薄的划分管胞壁厚薄的划分：： 很薄很薄 薄薄 厚厚 很厚很厚 ＜＜0.5 0.5～～1.0 1.1～～1.5 ＞＞1.5管胞的变异管胞的变异 管胞壁上的特征管胞壁上的特征雪松型纹孔雪松型纹孔 (雪松雪松)铁杉型纹孔铁杉型纹孔 (铁杉铁杉)澳柏型具缘纹孔澳柏型具缘纹孔 (澳洲柏澳洲柏) 螺纹加厚螺纹加厚管胞和射线管胞管胞和射线管胞上的螺纹加厚上的螺纹加厚管胞上的螺纹加厚管胞上的螺纹加厚4 螺纹加厚仅限于细胞壁内层，螺纹裂隙往往穿透次螺纹加厚仅限于细胞壁内层，螺纹裂隙往往穿透次生壁而至复合胞间层生壁而至复合胞间层 水杉管胞中的径列条水杉管胞中的径列条眉条眉条Ø眉条眉条 由纤维素组成由纤维素组成, ,位于位于初生纹孔场边缘的初生壁初生纹孔场边缘的初生壁与次生壁之间。
作用是加与次生壁之间作用是加强纹孔周围的细胞壁强纹孔周围的细胞壁径列条和眉条径列条和眉条返回返回 4.1.2木射线木射线（（wood ray）） 种类种类组成组成单列木射线单列木射线（（uniseriate wood ray）） 纺锤型木射线纺锤型木射线（（fusiform wood ray））射线薄壁细胞射线薄壁细胞（（ray parenchyma cell））射线管胞（射线管胞（ray tracheid））木射线中的横向管胞，为松科特征木射线中的横向管胞，为松科特征位于射线管胞内壁位于射线管胞内壁 硬松类：有锯齿状加厚硬松类：有锯齿状加厚 软松类：无锯齿状加厚软松类：无锯齿状加厚是鉴别木材的重要特征之一是鉴别木材的重要特征之一高度高度射线高度以弦切面上的细胞个数或以整射线高度以弦切面上的细胞个数或以整个高度用微米（个高度用微米（um）计算）计算交叉场交叉场纹纹 孔孔射线薄射线薄壁细胞壁细胞在在径径切切面面由由射射线线薄薄壁壁细细胞胞和和早早材材轴轴向向管管胞胞相相交交区区域域，，是是针针叶叶树树材材识识别别最最重重要要的的特征又称特征又称“井字区图为 木射线富油红树 弦切面（×50） 窗格状窗格状柏木型柏木型杉木型杉木型云杉型云杉型松木型松木型可分五种类型可分五种类型交叉场纹孔可分五种类型交叉场纹孔可分五种类型 a. 窗窗格格状状（（Window-like Pit ））——单单纹纹孔孔，，形形大大，，每每个个交交叉叉场场内内有有1-3个个，，为为松松属属特特征征，，红红松松、、樟樟子子松、马尾松、云南松。
松、马尾松、云南松 b.云杉型云杉型（（Piceoid Pit ）：）：具窄而稍外延或内涵的具窄而稍外延或内涵的纹孔口，形小、孔缘狭，云杉、落叶松纹孔口，形小、孔缘狭，云杉、落叶松 c.柏型柏型（（Cupressoid Pit ）） ：纹孔口较宽，但纹孔缘：纹孔口较宽，但纹孔缘较窄，其纹孔口的长轴随位置而变柏科、柏木、较窄，其纹孔口的长轴随位置而变柏科、柏木、杉科少数属、紫杉杉科少数属、紫杉 d. 杉型杉型（（Taxodioid Pit ）） ：纹孔略大，卵圆至圆形，：纹孔略大，卵圆至圆形，纹孔口内涵，且宽，孔口长轴与纹孔缘一致罗汉纹孔口内涵，且宽，孔口长轴与纹孔缘一致罗汉松、冷杉、水杉、雪松松、冷杉、水杉、雪松 e.松松型型（（Pinoid Pit ）） ：：纹纹孔孔比比窗窗格格状状的的小小，，单单纹纹孔孔或或具具狭狭缘缘，，无无一一定定形形状状纹纹孔孔口口的的两两端端较较尖尖，，纹纹孔孔的的大大小小不不一一，，以以区区别别于于杉杉型型，，白皮松、长叶松白皮松、长叶松返回返回 4.1.3 4.1.3 轴向薄壁组织轴向薄壁组织形态特征形态特征胞壁较薄，细胞短，两端水平，壁上胞壁较薄，细胞短，两端水平，壁上为单纹孔，细胞腔内常含有深色树脂为单纹孔，细胞腔内常含有深色树脂组织分类组织分类根据轴向薄壁细胞在针叶树材横断面的分根据轴向薄壁细胞在针叶树材横断面的分布状态，可分为三种类型（见下图）布状态，可分为三种类型（见下图）(1)(1)星散型星散型 (2)(2) 轴向薄壁细胞呈轴向薄壁细胞呈不规则状态散布在不规则状态散布在生长轮中，如杉木。
生长轮中，如杉木2) (2) 切线型切线型 轴向薄壁细胞呈轴向薄壁细胞呈2 2～～数个弦向分布，呈断数个弦向分布，呈断续切线状，如柏木续切线状，如柏木3) (3) 轮界型轮界型 指轴向薄壁细胞分布在指轴向薄壁细胞分布在生长轮末缘，如铁杉生长轮末缘，如铁杉 4.1.3.14.1.3.1轴向薄壁细胞的内含物晶体轴向薄壁细胞的内含物晶体白皮松薄壁细胞中的结晶体白皮松薄壁细胞中的结晶体巨杉薄壁细胞内中的内含物巨杉薄壁细胞内中的内含物返回返回 4.1.4 4.1.4 树脂道树脂道 分泌树脂分泌树脂薄壁的分泌细胞环绕而成薄壁的分泌细胞环绕而成正常树脂道正常树脂道受伤树脂道受伤树脂道树脂道的形成树脂道的形成树脂道的组成树脂道的组成树脂道的大小树脂道的大小——树脂道长度平均为树脂道长度平均为50cm，最长可达，最长可达1m，它随树干的高度而，它随树干的高度而减小横向树脂道横向树脂道——横向树脂道存在于纺横向树脂道存在于纺锤形木射线之中锤形木射线之中在在针针叶叶树树材材中中，，凡凡任任何何破破坏坏树树木木正正常常生生活活的的现现象象，，都都可可能能产产生生受伤树脂道受伤树脂道。
针针叶叶树树材材的的受受伤伤树树脂脂道道可可分分为为轴轴向向和和横横向向二种二种 树脂道的组成树脂道的组成 树脂道由泌脂细胞、死细胞、伴生薄壁细胞和管胞所组成树脂道由泌脂细胞、死细胞、伴生薄壁细胞和管胞所组成 创伤树脂道创伤树脂道创伤树脂道创伤树脂道红松红松返回返回 4.2 4.2 阔叶树材的显微构造阔叶树材的显微构造 导管导管20%20%木纤维木纤维17%17%木射线木射线17%17%阔叶树材管胞阔叶树材管胞轴向薄壁组织轴向薄壁组织 2-50% 2-50%内含物内含物管孔分布与组合管孔分布与组合穿孔穿孔导管间的纹孔式导管间的纹孔式导管壁上螺纹加厚导管壁上螺纹加厚阔叶阔叶树材树材的组的组成成 胞间道胞间道环状管胞环状管胞导管状管胞导管状管胞胶质木纤维胶质木纤维分隔木纤维分隔木纤维韧型纤维韧型纤维纤维状管胞纤维状管胞图图4-104-10阔叶树材三切面的扫描电镜图阔叶树材三切面的扫描电镜图( (佐伯浩佐伯浩) )1. 1. 欧洲水青冈欧洲水青冈(Fagus sylvatica)(Fagus sylvatica)；；2. 2. 榆木榆木(Ulmus laciniata)(Ulmus laciniata)；箭头处；箭头处表示生长轮界表示生长轮界绿色字体绿色字体有链接有链接 作用：作用：专司输导作用。
导管分子是构成导管的一个细胞专司输导作用导管分子是构成导管的一个细胞形状：形状：常见有鼓形、纺锤形、圆柱形和矩形等常见有鼓形、纺锤形、圆柱形和矩形等大小大小: : 以测量弦向直径为准以测量弦向直径为准长度：长度：小于小于350μm350μm为短，以为短，以350350～～800μm800μm定为中等，大于定为中等，大于800μm800μm为长为长4.2.1 4.2.1 导管导管图图4-11 4-11 导管分子的形态导管分子的形态A.A.鼓形；鼓形；B.B.圆柱形；圆柱形；C.C.纺锤形；纺锤形；D.D.矩形矩形a.a.穿孔；穿孔；b.b.穿孔隔；穿孔隔；c.c.穿孔板穿孔板4.2.1.1 4.2.1.1 导管分子导管分子 管孔的组合管孔的组合4.2.1.2 4.2.1.2 管孔的分布与组合管孔的分布与组合管孔的分布管孔的分布分成环孔材、散孔材、半散孔材等不同类型分成环孔材、散孔材、半散孔材等不同类型 单管孔单管孔 复管孔复管孔 管孔链管孔链 管孔团管孔团 4.2.1.3 4.2.1.3 导管分子的穿孔导管分子的穿孔根据纹孔膜消失的情况，穿孔可分根据纹孔膜消失的情况，穿孔可分单穿孔单穿孔和和复复穿孔穿孔两大类型两大类型穿孔穿孔－两个导管分子纵向相连时，其端壁相通－两个导管分子纵向相连时，其端壁相通的孔隙称为穿孔。
的孔隙称为穿孔穿孔板穿孔板－在二个导管分子端壁间相互连接的细－在二个导管分子端壁间相互连接的细胞壁称为穿孔板胞壁称为穿孔板右右二二复复穿穿孔孔左左图图 单单穿穿孔孔 4.2.1.4 4.2.1.4 导管间的纹孔式导管间的纹孔式导管纹孔其排列形式有三种：导管纹孔其排列形式有三种：A B CA——梯状纹孔梯状纹孔 B——对列纹孔对列纹孔C——互列纹孔互列纹孔 4.2.1.5 4.2.1.5 导管壁上螺纹加厚导管壁上螺纹加厚v在阔叶树材的环孔材中，螺纹加厚一般常见于在阔叶树材的环孔材中，螺纹加厚一般常见于晚材导管晚材导管v散孔材则早晚材导管均可能具有螺纹加厚散孔材则早晚材导管均可能具有螺纹加厚v有的树种螺纹加厚遍及全部导管，如冬青、槭有的树种螺纹加厚遍及全部导管，如冬青、槭树等有的树种螺纹加厚仅限导管的梢端，如枫树等有的树种螺纹加厚仅限导管的梢端，如枫香v导管分子内壁上的螺纹加厚为阔叶树材鉴定的导管分子内壁上的螺纹加厚为阔叶树材鉴定的重要的特生之一例如槭树与桦木的区别，前者重要的特生之一例如槭树与桦木的区别，前者具螺纹加厚，后者则不具。
具螺纹加厚，后者则不具v榆属、朴属及黄菠萝等树种，晚材小导管常具榆属、朴属及黄菠萝等树种，晚材小导管常具螺纹加厚螺纹加厚v热带木材常缺乏螺纹加厚热带木材常缺乏螺纹加厚v螺纹加厚一般常存在于单穿也的木材导管中，螺纹加厚一般常存在于单穿也的木材导管中，或具有单穿孔和梯状穿孔同时存在的树种中如或具有单穿孔和梯状穿孔同时存在的树种中如木兰属紫椴的导管紫椴的导管 4.2.1.6 4.2.1.6 导管的内含物导管的内含物导管的内含物主要有导管的内含物主要有侵填体侵填体与与树胶树胶两类，以侵填体为常见两类，以侵填体为常见 4.2.44.2.4 木纤维 木纤维木纤维壁上木纤维壁上的纹孔的纹孔具缘纹孔具缘纹孔 单纹孔单纹孔纤维状管胞纤维状管胞韧型纤维韧型纤维壁上具有具缘纹孔壁上具有具缘纹孔次生壁的内层平滑次生壁的内层平滑或有螺纹加厚或有螺纹加厚分隔木纤维分隔木纤维胶质木纤维胶质木纤维胶质纤维胶质纤维 分隔纤维分隔纤维 韧型纤维韧型纤维 纤维管纤维管 返回返回 4.2.2 4.2.2 轴向薄壁组织轴向薄壁组织定义与功能定义与功能轴向薄壁组织轴向薄壁组织横切面上的排列横切面上的排列定义定义——由形成层纺锤形原始细胞衍生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胞，纵向串联而成的轴向组织功能功能——其功能主要是贮藏和分配养分其功能主要是贮藏和分配养分根据轴向薄壁组织与导管加生的关根据轴向薄壁组织与导管加生的关系，分为系，分为离管型离管型和和傍管型傍管型两大类。
两大类见下图（单击鼠标）见下图（单击鼠标）离离管管型型傍管类 返回返回 4.2.3 4.2.3 木射线木射线射线大小在射线大小在弦切面弦切面上上检测检测射线的种类：射线的种类：针叶树材针叶树材以以单列单列为主为主阔叶树材阔叶树材以以多列多列为主为主 宽度宽度测射线中部最宽处测射线中部最宽处 高度高度测射线上下两端距离测射线上下两端距离单列木射线单列木射线多列木射线多列木射线聚合木射线聚合木射线栎式射线栎式射线射线的组成射线的组成 按径切按径切面排列方向和形状面排列方向和形状 横卧细横卧细 直直立细胞方立细胞方形细胞形细胞根据射线薄壁细胞类别及根据射线薄壁细胞类别及组合分类组合分类射线的特殊构造射线的特殊构造 分类分类木射线有初生木射线和次生木射线木射线有初生木射线和次生木射线阔叶树材中木阔叶树材中木射线分四类射线分四类分为同形射线和分为同形射线和异形射线两类异形射线两类射线叠生射线叠生 乳汁管乳汁管 单宁管单宁管 油细胞油细胞 径向树胶道径向树胶道 4.2.4.14.2.4.1阔叶树材中木射线分类阔叶树材中木射线分类单列木射线单列木射线在弦切面射线沿木纺方向排在弦切面射线沿木纺方向排成一纵列，仅一个细胞宽者成一纵列，仅一个细胞宽者称单列木射线，完全为单列称单列木射线，完全为单列木射线者在阔叶树材中甚少木射线者在阔叶树材中甚少杨柳科、七叶杨柳科、七叶树科和紫檀树科和紫檀 多列木射线多列木射线 在弦切面上射线宽为二列以在弦切面上射线宽为二列以上，为绝大多数阔叶树材所上，为绝大多数阔叶树材所具有具有聚合木射线聚合木射线栎式射线栎式射线单独的射线组织相互聚集一单独的射线组织相互聚集一起，显微镜下各小射线由不起，显微镜下各小射线由不包含导管在内的其它轴向分包含导管在内的其它轴向分子所分隔子所分隔鹅耳枥、桤鹅耳枥、桤木、石木、石栎、悬铃木栎、悬铃木由单列木射线和极宽木射线，由单列木射线和极宽木射线，这两类宽度明显差别的两类这两类宽度明显差别的两类射线共同组成的射线射线共同组成的射线栎木、米槠栎木、米槠核桃木、核桃木、柚木、桃花心柚木、桃花心木木 单列、多列单列、多列——昆兰树昆兰树栎式射线栎式射线——悬铃木悬铃木异形单列异形单列异形多列异形多列——异形异形Ⅰ型型异形异形Ⅲ型型异型异型Ⅱ型型 返回返回 4.2.6 4.2.6 阔叶树材的管胞阔叶树材的管胞 阔叶树材管胞可分为环管管胞和导管状管胞两类。
环管管胞形状不规环管管胞形状不规则而短小的管胞则而短小的管胞侧壁上具有显著的侧壁上具有显著的具缘纹孔具缘纹孔起输导作用起输导作用分布于晚材中，分布于晚材中，不具穿孔，常不具穿孔，常见螺纹加厚，见螺纹加厚，起输导作用起输导作用 返回返回 4.2.5 4.2.5 胞间道胞间道 胞间道胞间道————通常储藏着由泌脂细胞或泌胶细胞所分泌的树脂或树胶通常储藏着由泌脂细胞或泌胶细胞所分泌的树脂或树胶 双子叶类木材的胞间道通常称为树胶道双子叶类木材的胞间道通常称为树胶道 返回返回轴向树胶道轴向树胶道径向树胶道径向树胶道 4.34.3针叶树材和阔叶树材组织构造的比较针叶树材和阔叶树材组织构造的比较 组成组成分子分子针叶树材针叶树材阔叶树材阔叶树材导管导管不具有不具有具有具有管管 胞胞木纤维木纤维管胞是主要分子，不具韧性纤维管胞管胞是主要分子，不具韧性纤维管胞横切面呈四边形或六边形早晚材的管横切面呈四边形或六边形早晚材的管胞差异较大胞差异较大具具有有阔阔叶叶树树材材管管胞胞木木纤纤维维( (纤纤维维状状管管胞胞和和韧韧性性纤纤维维) )是是主主要要分分子子，，细细胞胞横横切切面面形形状状不不规规则则，，早早晚晚材材之之间间差差异异不大。
不大木射线木射线具具射射线线管管胞胞，，组组成成射射线线的的细细胞胞都都是是横横卧卧细细胞胞，，多多数数是是单单列列具具有有横横向向树树脂脂道道的的树种会形成纺锤形木射线树种会形成纺锤形木射线不不具具射射线线管管胞胞组组成成射射线线的的细细胞胞也也有有都都是是横横卧卧的的，，一一般般是是横横卧卧和和直直立立，，与与方方形形细细胞胞一一起起组组成成的的较较多多射射线线仅仅为为单单列列的的树树种种少少，，多多数数为为多多列列射射线线，，有有些含聚合射线些含聚合射线胞间道胞间道仅仅松松科科某某些些属属具具有有树树脂脂道道，，其其分分布布多多为为星星散散，，或或短短切切线线状状( (轴轴向向正正常常的的为为两两个个树树脂脂道道隔隔着着木木射射线线并并列列，，而而创创伤伤树树脂脂道道呈呈短切线状弦向排列短切线状弦向排列) )具具有有树树脂脂道道某某些些树树种种具具有有轴轴向向和和横横向向两两种种有有些些仅仅有有轴轴向向，，而而多多数数仅仅有有横横向向轴轴向向胞胞间间道道的的排排列列有有同同心心圆圆状状、、短切线状或星散状等短切线状或星散状等矿物质矿物质仅仅少少数数树树种种细细胞胞含含有有草草酸酸钙钙结结晶晶，，不不含含二氧化硅。
二氧化硅在在不不少少树树种种细细胞胞中中含含有有草草酸酸钙钙结结晶晶，，结结晶晶形形状状多多样样有有些些热热带带树树种种细细胞胞中中含有二氧化硅含有二氧化硅 思考题 1.名词解释：名词解释： 管胞、木射线、树脂道、具缘管胞、木射线、树脂道、具缘 纹孔、交叉纹孔、交叉场、导管穿场、导管穿 孔、侵填体孔、侵填体2.针叶树材、阔叶树材解剖结构差异针叶树材、阔叶树材解剖结构差异 Thank you!402021/3/24 。