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木材化学与木材保护学 — 第一讲 西南林 郭梦麟副教授
郭梦麟 | 12515 view(s) | 2009/10/21
本讲概要:

Course content
1. Basic Wood Properties
Cell types; growth rings; heartwood formation; chemical composition; cell wall components and distribution in cell wall
2. Chemical Degradation
3. Stains and Discoloration
4. Weathering
5. Thermal Degradation & Fire-retardant Treatments
Degradation processing; fire retardation mechanism; fire retardants
6. Molds and Fungal Stains
7. Bacterial & Fungal degradation
8. Insect Attacks
9. Preservatives and Preservative Treatments
Preventive measures; recent developments in preservatives

相关的木材性质
  阔叶树木质部里的细胞种类和其排列,比针叶树者复杂,这些细胞在各树种木质部里的存、缺及其排列都有规律,有些规律可以用来鉴别树种。薄壁细胞在边材里执行生理功能,针叶树的薄壁组织仅占约5%木质部的体积,阔叶树木质部则有10%至30%的薄壁组织。

  针叶树纵向输送水分的功能全靠假导管,而在阔叶树这个功能主要是由导管执行。阔叶树导管管胞的上下两端有穿孔板(perforation plate),这穿孔板无论是单孔板、梯状板、或是小孔板,水分、气体、或液体的上下流动都通行无阻。如果导管里长满填充物,气、液体的上下流动则须依靠其它管胞执行。在针叶树材和导管里长了填充物的阔叶树材,气体和液体的上下流动必须通过壁上的纹孔。管胞的纹孔具有纹孔膜,所以气体和液体的上下交流就不如通过导管的穿孔板那么容易。

  针叶树假导管的具缘纹孔膜,分为中央部份的膜托(torus)及膜缘(margo)两部份,纹孔膜托质地紧密,气、液体不容易透过。边材里的纹孔膜缘,在微纤丝之间有许多空隙可让液体或气体无阻地通过,心材的纹孔膜有时被抽出物填塞而阻碍液体或气体的通过。图示是一个接近晚材的梢楠(Libocedrus decurrens)边材假导管未闭塞的纹孔膜,膜托紧密,膜缘的微纤丝粗密但有空隙,早材假导管的纹孔较大,膜缘的微纤丝细且疏,因此空隙更多。阔叶树管胞的纹孔膜不具膜托,而且纹孔膜也没有明显的空隙。

木质部的增长
  针叶树及阔叶树树杆的生长,都是由环绕整个树杆的形成层向内分裂形成木质部,向外分裂形成韧皮部而增长。形成层里的纺锤原生细胞(fusiform initial) 向内弦向分裂,形成各种纵向细胞,如导管、假导管、及纵向薄壁细胞等,形成层里的髓线原生细胞(ray initials),向内分裂形成髓线组织细胞。

  无论是在休眠或活动状态,针叶树的形成层都具有4至8层细胞。阔叶树活动期的形成层细胞的层数,比休眠期的形成层的层数多很多。例如,美国椴木(Tilia americana) 的休眠期形成层,只有2至3层细胞,而活动期的形成层,却多至8至10层。一般认为,形成层的原生细胞,应该只有单层原生细胞与其它的形成层细胞,不易以其细胞质内的有机体(organelles) 的形态予以分辨。形成层里子细胞(daughter cells)的径向细胞壁,比弦向细胞壁厚一些,因为子细胞的径向细胞壁,含有多层初生细胞壁(primary wall) 。这个差别的起因是,每次细胞的弦向分裂之后,一层新的初生细胞壁随之形成。径向细胞壁己有至少一层初生细胞壁,细胞分裂之后,又添加了一层。细胞分裂之后,弦向细胞板(cell plate)的两面也各加一层初生细胞壁,形成新的弦向细胞壁。经过多次细胞分裂之后,径向细胞壁就有多层的初生细胞壁,而弦向细胞壁只含一层初生细胞壁。因此,原生细胞可以用只含单层径向初生细胞壁的特征予以分办。

  纺锤原生细胞弦向分裂之后,子细胞又再分裂两次,产生四个子细胞。这些子细胞随即进行增长和分化,形成各种纵向细胞。如此,形成层细胞的弦向分裂,使次生木质部不断的径向增厚。纺锤原生细胞也不时进行径向分裂,使树杆或树枝的圆周也不断增长。

  子细胞的增长,最先的变化是形成一个或两个几乎充满整个细胞的大液泡(vacuole),把所有的细胞质挤得贴近细胞壁,造成由内向外的充涨压。增长区的细胞,因为内有充涨压,外有木质部和树皮的阻挡,承受相当大的压力。这个压力乃是细胞增长及分化的动力,没有这个压力,子细胞就不能继续分化。例如,分离出来的子细胞在培养基里,不但停止分化,反而进行返分化,长成一团愈合组织(callus)。针叶树的假导管子细胞,起始的径向直径约为6 mm,扩张之后可达30 mm,其弦向直径则不增长,因此针叶树木质部细胞的径向排列相当整齐。阔叶树分化成为纤维的子细胞,径向扩张到其直径约与弦向直径相同之后就停止扩张。分化成为导管的细胞则同时径向与弦向扩张,弦向的扩张造成邻近细胞的变形和不整齐的径向排列。

  针叶树假导管和阔叶树纤维的伸长,由其两端以窜生(intrusive growth)方式进行。针叶树假导管的长度约可增加5%至15%,阔叶树纤维的长度却可增加一倍多,但导管管胞的长度则不增加。

编辑:Pi Ning
2009/10/21