王云龍,沈華杰,王 憲,邱 堅(jiān)
(西南林業(yè)大學(xué)材料工程學(xué)院,云南昆明 650224)
重陽木(Bischofia polycarpa)隸屬于大戟科(Euphorbiaceae)秋楓屬,為長壽樹,重陽亦有長壽之意,因此得名“重陽木”,烏楊(亨利氏中國植物名錄)、茄冬樹(湖南)、紅桐(四川)、水枧木(廣西)等均是重陽木的別名[1-4]。重陽木是中國原產(chǎn)的一種落葉喬木,分布于秦嶺、淮河流域以南及長江中下游,四川、重慶、湖南等地亦有分布。
重陽木具有成活率高、生長快、根系發(fā)達(dá)等特點(diǎn)[5-6]。喜陽略耐陰,對(duì)土質(zhì)要求不高,防風(fēng)性能優(yōu)良,對(duì)二氧化硫等有毒氣體具有一定抗性,同時(shí)自身樹形優(yōu)美,綠蔭如蓋,是作為綠化樹的優(yōu)良樹種[7]。
重陽木因自身的樹種特性具有重要的生態(tài)價(jià)值,同時(shí)樹齡高的重陽木古樹也具有重要的歷史及科研價(jià)值。“烏楊過江”是重慶秀山縣城的一個(gè)著名景點(diǎn),梅江河西岸的大溪河支流處生長的一棵元末明初的烏楊樹(重陽木),至今約800年歷史?,F(xiàn)今這棵重陽木已枯死,樹身有1/4位于水下,水面上部分木質(zhì)部分已經(jīng)開始腐朽掉落,急需對(duì)這一名木進(jìn)行保護(hù)和加固處理。目前對(duì)重陽木的研究主要在重陽木的苗木培育、開發(fā)應(yīng)用等方面[5-6],對(duì)同屬的秋楓(Bischofia javanica)也有植物形態(tài)的研究[8],但對(duì)重陽木木材解剖特征的研究卻是空白。本文基于木材解剖學(xué),研究重陽木的解剖特征,以期為今后的鑒別工作和“烏楊過江”的保護(hù)加固提供理論依據(jù),具有重要的實(shí)踐意義。
重陽木樣本采集于重慶市秀山縣土家苗族自治縣烏楊下街,現(xiàn)存于西南林業(yè)大學(xué)木材標(biāo)本室。
實(shí)驗(yàn)中所用的儀器設(shè)備主要有Leica SM2000R滑走式切片機(jī)、Leica M80顯微分析儀、Leica DM2000生物數(shù)碼顯微鏡、MH-300密度測(cè)試儀。
解剖實(shí)驗(yàn)及觀察方法參照國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T29894-2013《木材鑒別方法通則》。氣干密度測(cè)定依據(jù)GB/T 1931-2009《木材含水率測(cè)定方法》。對(duì)木纖維、木射線、導(dǎo)管等組織的測(cè)試方法參照IAWA測(cè)試方法[9]。
1.2.1 宏觀觀察方法
將所采集的木材標(biāo)本進(jìn)行打磨,砂紙目數(shù)由400~1500逐步增加。利用Leica M80樹木年輪纖維分析儀觀察打磨樣本的生長輪及管孔,用肉眼及放大鏡觀察樣本的材色、紋理等宏觀特征。
1.2.2 永久切片制作
將標(biāo)本木材制成5 mm×5 mm×10 mm沿紋理方向的長方形木塊,用高壓鍋水煮軟化,軟化合適之后,用切片機(jī)切取約12 mm厚的三切面切片。用各級(jí)濃度的乙醇進(jìn)行逐級(jí)脫水,二甲苯進(jìn)行透明處理后,用中性樹膠封存[11]。
1.2.3 離析臨時(shí)樣本制備
將適量樣本劈成火柴棍粗細(xì)的木條,加入等體積混合的雙氧水(30%)-冰乙酸離析液,至于恒溫水浴鍋中將木條充分離析。離析完成后,清洗并加入蕃紅溶液染色,再清洗并離心分散為纖維,取出適量纖維置于載玻片上,用甘油密封[10]。
1.2.4 組織測(cè)量方法
木纖維的長度測(cè)量需要對(duì)解離的木材樣本進(jìn)行測(cè)量,每次測(cè)量至少25根纖維,可進(jìn)行3~4次測(cè)定,平均長小于900 μm屬于短水平,900~1 600 μm屬于中等水平,大于1 600 μm屬于長水平。纖維寬度與腔徑的測(cè)量使用永久切面在橫切面的測(cè)量,采用徑向測(cè)量的方式測(cè)量纖維雙壁厚與腔徑。細(xì)胞腔與雙壁厚度比>3屬于薄水平;腔壁比<3,同時(shí)細(xì)胞腔不閉合,屬于厚度中等水平;腔壁比<3,細(xì)胞腔幾乎完全閉合則屬于厚水平。平均弦向?qū)Ч苤睆剑╝)分為a≤ 50 μm、50<a<100 μm、a≥ 100 μm 3個(gè)等級(jí);導(dǎo)管分子長(b)分為b≤350 μm、350<b<800 μm、b ≥ 800 μm 3個(gè)等級(jí)。
重陽木生長輪明顯,輪間晚材帶色深,材表局部具有瘤狀突起;木材暗紅褐色,心邊材區(qū)別不明顯;散孔材,管孔放大鏡下可見,散生,局部呈弦向波浪狀;薄壁細(xì)胞放大鏡下未見;木射線放大鏡下略見,數(shù)多;波痕未見,無特殊氣味和滋味,紋理直,結(jié)構(gòu)細(xì);氣干密度0.67 g/cm3(圖1)。
圖1 重陽木宏觀形態(tài)Fig.1 Macro-morphology of Bischofia polycarpa
重陽木較為明顯的微觀特征在于其導(dǎo)管數(shù)量多、木纖維及木射線射線內(nèi)含大量樹脂等特征(圖2)。
圖2 重陽木三切面解剖Fig.2 Anatomical images of three sections of Bischofia polycarpa
2.2.1 導(dǎo)管
散孔材,單管孔、徑列復(fù)管孔(2~5細(xì)胞)及少數(shù)管孔團(tuán);導(dǎo)管橫切面圓形及橢圓形,略具多角形輪廓;具侵填體;平均每平方毫米約81個(gè),面積占比38.21%;導(dǎo)管最大弦向直徑為82.09 μm,平均56.25 μm,略小至中;導(dǎo)管分子最大長度803.22 μm,平均474.06 μm,長度中;導(dǎo)管分子形狀主要為紡錘形和圓柱狀;單穿孔,穿孔板與細(xì)胞軸正交至斜交;管間紋孔式互列,多角形(圖3)。
圖3 重陽木導(dǎo)管分子形態(tài)Fig.3 Vessel element shape of Bischofia polycarpa
2.2.2 木纖維
木纖維橫切面上多角形或橢圓形;纖維紡錘形,纖維端部尖削,部分纖維端部具突起或呈分枝狀;纖維長504.87~1 293.75 μm,平均長度878.51 μm,略短至中;纖維寬15.24~31.09 μm,平均寬度23.36 μm;木纖維腔徑4.81~17.61 μm,平均腔徑10.19 μm;長寬比38.65,腔徑比0.44,壁腔比1.29;木纖維內(nèi)含大量深色樹脂(圖4)。
圖4 重陽木纖維形態(tài)Fig.4 Fiber shape of Bischofia polycarpa
2.2.3 薄壁組織
薄壁細(xì)胞量極少,多為稀疏傍管狀,含深色樹膠,具分室含晶細(xì)胞。
2.2.4 木射線
木射線非疊生,每平方毫米約14根,占比16.42%;單列射線數(shù)少,常見高度3~6細(xì)胞高;多列射線寬24.16~64.24 μm,平均寬40.46 μm,2~5細(xì)胞;多列射線高123.56~468.97 μm,平均高281.39 μm,6~29細(xì)胞;同一射線有時(shí)會(huì)出現(xiàn)2次多列部分;射線組織異形單列及多列,常見異形Ⅱ型及異形Ⅲ型;導(dǎo)管-射線間紋孔式大圓形及橫向刻痕狀。
重陽木材色暗紅褐色,生長輪明顯,屬于散孔材,管孔散生局部波浪狀,紋理直,結(jié)構(gòu)細(xì)膩。導(dǎo)管單穿孔,管間紋孔式互列;導(dǎo)管的組織占比為38.21%,管孔直徑屬于較小水平,平均直徑56.25 μm,導(dǎo)管分子長屬于中等水平,平均導(dǎo)管長474.06 μm。木纖維形態(tài)多種,常見木纖維紡錘形,部分纖維端部具突起或呈分枝狀;平均長度878.51μm,屬于略短水平,平均寬度23.36 μm;長寬比38.65,腔徑比0.44,壁腔比1.29;木纖維細(xì)胞腔內(nèi)含有大量深色樹脂。薄壁細(xì)胞量極少,以稀疏傍管狀為主。木射線非疊生,每平方毫米約14根,占比16.42%;多列射線平均寬40.46 μm,2~5細(xì)胞;平均高281.39 μm,6~29細(xì)胞;射線組織異形Ⅱ型及異形Ⅲ型;導(dǎo)管-射線間紋孔式大圓形及橫向刻痕狀。