李曉娜,趙西平,郭平平,侯鑫淼,趙鵬輝,楊永強(qiáng)
(河南科技大學(xué) 園藝與植物保護(hù)學(xué)院,河南 洛陽(yáng) 471000)
毛梾Cornuswalteri屬山茱萸科Cornaceae梾木屬,是我國(guó)古老的鄉(xiāng)土樹(shù)種,生長(zhǎng)較快,適應(yīng)能力強(qiáng),廣泛分布于我國(guó)西北、華北、華東、華中至西南各省區(qū),以河南、山西、山東、陜西分布較為集中,垂直分布大多在600~1 800 m地區(qū)[1]。毛梾樹(shù)有很高的生態(tài)價(jià)值[2]、食藥用價(jià)值[3-4]和經(jīng)濟(jì)價(jià)值[5],但實(shí)際上人們對(duì)毛梾的關(guān)注并不多,致使其開(kāi)發(fā)利用研究長(zhǎng)期滯后。2016年10月舉辦的首屆全國(guó)毛梾產(chǎn)業(yè)發(fā)展學(xué)術(shù)研討會(huì)積極推動(dòng)了毛梾等特色經(jīng)濟(jì)林產(chǎn)業(yè)發(fā)展[6]。毛梾木質(zhì)堅(jiān)硬,是良好的結(jié)構(gòu)用材,過(guò)去常用于制造馬車的車梁,故又名車梁木。但是針對(duì)毛梾木材性質(zhì)特別是解剖構(gòu)造的研究鮮有報(bào)道[7]。本文對(duì)毛梾的根材、干材和枝材的解剖構(gòu)造進(jìn)行了研究,旨在為毛梾全樹(shù)木材的合理利用提供一些必要的參考資料。
1.1 材料
試材毛梾采自河南省欒川縣龍峪灣林場(chǎng)(111°40'~111°50'E,33°39'~33°43'N)。3株樣樹(shù)長(zhǎng)勢(shì)良好、無(wú)病蟲害、無(wú)生長(zhǎng)缺陷,樹(shù)齡分別為23 a、15 a、14 a;胸徑分別為18 cm、12.8 cm、13.6 cm。用生長(zhǎng)錐在樹(shù)高1.3 m處鉆取樹(shù)芯;用高枝鋸鋸下直徑≥6 cm的枝條,并截取20~30 cm枝段;挖掘直徑≥6 cm的側(cè)根,截取10~15 cm根段。
1.2 方 法
樹(shù)芯、枝段和根段用5%乙二胺進(jìn)行軟化,采用萊卡切片機(jī)切出15μm的切片,依據(jù)林金星[8]木材制片技術(shù)制片,采用Mshot數(shù)字成像系統(tǒng)進(jìn)行拍照,用木材解剖測(cè)量系統(tǒng)(TDY-5.2)測(cè)量各類細(xì)胞的尺寸,每類細(xì)胞測(cè)量數(shù)量不低于100個(gè)。
2.1 橫切面
毛梾樹(shù)干的次生木質(zhì)部管孔呈星散狀分布,是典型的散孔材(圖1,干10×)。管孔多數(shù)為復(fù)管孔,徑向排列,少數(shù)為單管孔或管孔團(tuán),單管孔呈卵圓形、橢圓形或圓形,未見(jiàn)侵填體,導(dǎo)管占比約24.189%,弦向平均直徑61.901μm。射線類型為多列木射線(2~3列)。傍管型和離管型薄壁組織均有。纖維細(xì)胞內(nèi)偶見(jiàn)內(nèi)含物(圖1,干40×,箭頭1所指),纖維占比約20.726%。
圖1 毛梾木材橫切面
樹(shù)枝次生木質(zhì)部的管孔分布與樹(shù)干一樣,也是星散狀排列(圖1,枝10×),但是管孔多數(shù)為單管孔,少量復(fù)管孔或管孔團(tuán),管孔形狀多呈卵圓形,未見(jiàn)侵填體,導(dǎo)管占比約22.766%,弦向平均直徑126.688μm。射線類型為多列木射線(2~4列)。傍管型和離管型薄壁組織均可見(jiàn)(離管型薄壁組織圖1,枝10×,箭頭1、2;傍管型見(jiàn)箭頭3、4)。木纖維切面呈多角形,纖維細(xì)胞腔內(nèi)偶有內(nèi)含物(圖1,枝40×,箭頭1),纖維占比約20.945%。
樹(shù)根次生木質(zhì)部的管孔也呈星散狀排列,但是管孔形狀不如樹(shù)干和樹(shù)枝規(guī)則,管孔多為復(fù)管孔或管孔團(tuán),且部分管孔中含有侵填體(圖1,根10×,箭頭1)。侵填體的存在,是木材的一種自我保護(hù),其木材的天然耐久性提高,但堵塞管孔,降低了氣體和液體在木材中的滲透性[9]。有研究認(rèn)為侵填體的出現(xiàn)也是一種進(jìn)化的趨勢(shì)[10]。樹(shù)根導(dǎo)管出現(xiàn)侵填體可能與根在地下生長(zhǎng)、土壤養(yǎng)分、土壤微生物等各種因素有關(guān)。管孔弦向平均直徑85.642μm。射線類型為多列木射線(2~4列)。傍管型和離管型薄壁組織并存(圖1,根10×,箭頭2、3)。纖維內(nèi)偶有內(nèi)含物(圖1,根40×),纖維占比約17.290%。
2.2 徑切面
樹(shù)干次生木質(zhì)部的木射線屬同型射線,由橫臥細(xì)胞組成(圖2,干10×)。導(dǎo)管壁上可見(jiàn)紋孔(圖2,枝40×)。
樹(shù)枝次生木質(zhì)部的木射線屬異形I型射線,由橫臥細(xì)胞、直立細(xì)胞及方形細(xì)胞組成,其中直立細(xì)胞占多數(shù)(圖2,枝10×)。射線薄壁細(xì)胞和導(dǎo)管形成的交叉場(chǎng)紋孔明顯可見(jiàn)。導(dǎo)管呈紡錘形,有尾,梯狀穿孔板,導(dǎo)管壁有互列具緣紋孔。導(dǎo)管分子長(zhǎng)150~550μm,寬50~170μm。軸向薄壁細(xì)胞壁上可見(jiàn)紋孔(圖2,枝40×)。
圖2 毛梾木材徑切面
樹(shù)根次生木質(zhì)部的木射線屬同型射線,射線細(xì)胞多數(shù)為橫臥射線細(xì)胞,少有直立及方形細(xì)胞,射線薄壁細(xì)胞與導(dǎo)管形成交叉場(chǎng)(圖2,根10×)。導(dǎo)管多呈鼓形,無(wú)尾,單穿孔,導(dǎo)管壁具緣紋孔為互列紋孔,樹(shù)根導(dǎo)管分子長(zhǎng)度為150~550μm、寬度為50~170μm。軸向薄壁細(xì)胞呈磚型串聯(lián)排列,壁上可見(jiàn)紋孔(圖2,根40×)。
圖3 毛梾木材弦切面
2.3 弦切面
毛梾次生木質(zhì)部的多列木射線占比較多,多列木射線一般高4~15個(gè)細(xì)胞,寬2~6個(gè)細(xì)胞(圖3,干10×、枝10×、根10×),樹(shù)根的多列射線略少于樹(shù)枝和樹(shù)干,但是樹(shù)根射線細(xì)胞內(nèi)含有更多內(nèi)含物。樹(shù)干木射線高143.438~526.903μm,寬24.539~68.415μm;樹(shù)枝木射線高154.153~1 080.194μm,寬16~160μm;樹(shù)根木射線高86.277~881.178μm,寬13.229~63.167μm。樹(shù)干和樹(shù)枝次生木質(zhì)部的導(dǎo)管分子多呈紡錘形,而樹(shù)根管胞多呈圓柱形或鼓形(圖3,干40×、枝40×、根40×)。薄壁組織較為發(fā)達(dá),薄壁組織又稱營(yíng)養(yǎng)組織,其功能是貯藏和分配養(yǎng)分,這也是毛梾適應(yīng)能力強(qiáng)的原因之一。導(dǎo)管和軸向薄壁細(xì)胞側(cè)壁均明顯可見(jiàn)互列式具緣紋孔。不同部位導(dǎo)管分子的穿孔板傾斜度有較大差異,樹(shù)根導(dǎo)管分子的穿孔板傾斜度較小。
導(dǎo)管分子具尾是原始特征,無(wú)尾是進(jìn)化特征,導(dǎo)管分子端壁斜度越大越原始[11],單穿孔要比梯狀穿孔板進(jìn)化,可見(jiàn)毛梾導(dǎo)管樹(shù)根要比樹(shù)枝進(jìn)化。這表示同一組織性狀的進(jìn)化并不是以相同速度進(jìn)行的,樹(shù)木在生長(zhǎng)過(guò)程中,各部位的生長(zhǎng)環(huán)境和功能不同,其構(gòu)造也有所差異。
3.1 毛梾管孔呈星散分布,早材和晚材區(qū)分不明顯,且單管孔和復(fù)管孔并存。與樹(shù)干和樹(shù)枝不同的是,樹(shù)根的次生木質(zhì)部還有不少管孔團(tuán)。樹(shù)干和樹(shù)枝的導(dǎo)管多呈紡錘形,有尾,梯狀穿孔板,無(wú)侵填體;樹(shù)根導(dǎo)管呈圓柱形,多無(wú)尾,單穿孔,有侵填體。樹(shù)枝射線細(xì)胞類型為異型射線,樹(shù)干和樹(shù)根為同型射線,軸向薄壁細(xì)胞和導(dǎo)管上均有互列式具緣紋孔。
3.2 木纖維的組織比量偏低,毛梾木材不適合作為造紙?jiān)?;綜合考慮木材的各類細(xì)胞的尺寸以及侵填體,樹(shù)干木材的滲透性較好;單從耐腐性來(lái)講,樹(shù)根木材較好。