四川5种樟属木材解剖特征比较

樊振国，黄仲华，黄伟惠，李 雄，张海根

（四川省林业科学研究院，四川成都 610066）

樟科（Lauraceae）樟属（Cinnamomum）植物约有250 种，主要分布在亚洲热带、亚热带及太平洋岛屿；我国有46 种，主要分布在长江以南地区[1-3]。樟科植物是我国重要的经济林树种，不仅是林业、工业和药业原料的来源，也是园林及绿化的重要树种[4]。樟木作为优良材种之一，主要用于建筑、装饰和家具制造等。不同种的木材在结构和材性上存在差异，对其进行解剖结构特征分析有助于植物分类鉴定和木材加工利用。 国内外对樟科木材解剖构造方面的研究已有报道，齐文玉等[5]分析黄枝润楠（Machilus versicolora）木材的结构特征，高振忠等[6]、孙瑾等[7]、林松[8]、Stern[9]和Record 等[10]研究樟科同属或不同属木材的共性特征与差异，为樟科植物的分类和识别及木材利用提供了大量资料。目前，樟属植物的研究主要集中在良种选育[11]、抗逆生理[12]，化学成分提取[13]及绿化[14-15]等方面。本研究利用生物显微镜，观察四川5 种樟属常见树种的木材结构，包括香樟（C. camphora）、油樟（C. longepaniculatum）、阔叶樟（C. platyphyllum）、银叶桂（C.mairei）和川桂（C. wilsonii），并对其进行比较，以期为樟科植物分类鉴定及其木材加工利用提供更多参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料

本研究采用的5种樟属木材标本均由四川省林业科学研究院木材标本馆提供（表1）。

表1 研究材料及来源Tab.1 Materials and sources

1.2 主要仪器设备

数显恒温水浴锅（HH-4，常州国华电器有限公司）、电热鼓风干燥箱（CS101-3EB，重庆惠达试验仪器有限公司）、滑走式切片机（Leica SM2010R，徕卡仪器有限公司）和生物显微镜（LW3200T，上海领成生物科技有限公司)。

1.3 试验方法

1.3.1 木材切片制作

参照GB/T 29894-2013[16]，将试样切成2 cm ×2 cm × 2 cm 小块，采用水煮法软化至试样沉入水底。清洗后，用滑走式切片机将试样切成横、径和弦向切片，厚度为10 ～20µm。用番红溶液染色24 h，经不同浓度酒精（50%、70%、90%和100%）脱水和二甲苯透明处理后，用中性树脂胶封片。待树脂胶阴干后，在显微镜下观察切片。

1.3.2 离析材料

采用Franklin法对试样分子进行离析[17]。切5 ～6根火柴杆大小的小木梗，放入贴有标签的试管中，在试管中注入冰醋酸与双氧水（30%）的混合液（V∶V=1∶1），水浴加热至小木梗变白；用水反复清洗木纤维4 ～5次后，对木纤维进行染色、脱水、透明和树胶封片处理；在显微镜下观察管孔和木纤维的形态特征并进行测量。各木材分子的离析材料随机测量50个[18]。采用Excel 软件对测量数据进行处理。各解剖分子分级按《中国木材志》[3]附录标准划分。

2 结果与分析

2.1 导管

5 种樟属木材均生长轮明显，轮间呈深色带；散孔材至半散孔材；管孔为单管孔（图1a1-1，b1-1，c1-1，d1-1，e1-1）及径列复管孔2 ～5 个（多数2 ～3个）（图1a1-2，b1-2，c1-2，d1-2，e1-2），稀呈管孔团（图1a1-3，b1-3，c1-3，d4-3，e4-3）；由于导管分子端部重叠，管孔间或弦向成对（图1a1-4，b4-4，c4-4，d4-4，e4-4）；管孔横切面为圆形、椭圆形、卵圆形或略具多边形轮廓；散生或斜列；具侵填体（图1a4-5，b1-5，c1-5，d4-5，e4-5）；螺纹加厚未见。5种木材中，油樟和银叶桂的管孔分布频率均为11个/mm2；香樟和阔叶樟的管孔分布频率均为15 个/mm2；川桂的管孔分布频率为18个/mm2（表2）。导管长度平均值为355.02 ～506.94 µm，导管长度中等，阔叶樟的导管最短，川桂的导管最长。阔叶樟和川桂导管弦向直径平均值分别为88.01 和99.24 µm，结构甚细；香樟、油樟和银叶桂导管弦向直径平均值分别为130.11、110.18 和115.10µm，结构细。依据《中国木材志》[3]附录中的木材解剖分子分级规定，5 种木材管孔均略少，阔叶樟和川桂的管孔略小，香樟、油樟和银叶桂的管孔中等。导管穿孔板主要为单穿孔（图1a2-12，b2-12，b4-12，c2-12，c4-12，d2-12，e2-12），极少数为梯状穿孔（图1a4-13，b2-13，b4-13，c4-13，d4-13，e4-13）；穿孔板倾斜或略倾斜；管间纹孔式互列（图1a4-11，b3-11，b4-11，c2-11，d4-11，e3-11）。

表2 5种樟属木材解剖定量特征Tab.2 Quantitative characteristics of five Cinnamomum woods

图1 木材三切面微观构造Fig.1 Wood microstructures of three sections

2.2 轴向薄壁组织

5 种木材的轴向薄壁组织主要为环管状（图1a1-6，b1-6，c1-6，d1-6，e1-6），少数为环管束状（图1a1-8，b1-8，c1-8，d1-8，e1-8）、翼状（图1a1-9，b1-9，c1-9，d1-9，e1-9）及星散状（图1a1-10，b1-10，c1-10，d1-10，e1-10）。香樟、油樟和阔叶樟3种木材中具轮界状轴向薄壁组织（图1a1-7，b1-7，c1-7）。在轴向薄壁组织中，香樟、油樟和阔叶樟油细胞或粘液细胞多，银叶桂和川桂油细胞或粘液细胞少（图1a2-14，b3-14，c3-14，d3-14，e3-14）。

2.3 木纤维

5 种木材纤维平均长度为984.54 ～1 108.43µm，分布在900 ～1 600µm 之间，长度中等；平均弦向直径约21µm，大小中等；长宽比为47.99 ～55.63（表2）。纤维壁薄，纤维双壁平均厚度为7.62 ～9.90µm；具缘纹孔数多、明显，呈圆形。分割木纤维偶见。

2.4 木射线

木射线均非叠生。木射线平均密度为6 ～8根/mm2，密度中等；为单列和多列射线；单列射线极少，高度均为10 个细胞以下，一般为1 ～9 个细胞；多列射线较多，射线宽为2 ～3个细胞；香樟、油樟和阔叶樟的射线高度为3 ～26（多数4 ～20）个细胞，银叶桂和川桂为3 ～47（多数5 ～35）个细胞（表2）。香樟、油樟和阔叶樟木材射线组织多数为异形Ⅱ型（图1a3-16，b3-16，c3-16），稀异形Ⅲ型（图1a3-17，b3-17，c3-17）；其他两种木材射线组织为异形Ⅱ（图1d3-16，e3-16）及Ⅲ型（图1d3-17，e4-17）。5 种木材的射线内，部分细胞含有树胶，晶体未见；有油细胞或粘液细胞（图1a3-14，b4-14，c4-14，d4-14，e4-14），但数量略有差异，香樟、油樟和阔叶樟数量多，银叶桂和川桂数量少。5 种木材射线-导管间纹孔式主要为刻痕状及大圆状（图1a4-18，b4-18，c4-18，d4-18，e4-18）。

3 讨论与结论

通过解剖研究比较发现，5 种樟属木材结构较相似。生长轮明显，轮间具深色带；散孔材至半散孔材，单管孔及径列复管孔，单穿孔及少数梯状穿孔，管间纹孔式互列。轴向薄壁组织主要为环管状，少数环管束状、翼状及星散状，香樟、油樟和阔叶樟还具有轮界状轴向薄壁组织。分割木纤维偶见。木射线单列极少，多列宽为2 ～3 个细胞，异形Ⅲ和Ⅱ型，部分细胞内含有树胶。轴向薄壁组织和木射线中均有油细胞或粘液细胞。导管与射线间纹孔式为刻痕状及大圆状。

5 种木材种间存在一定差异。川桂木材的管孔分布比其他4 种木材多，导管长度最长。阔叶樟和川桂木材的管孔略小，结构甚细；香樟、油樟和银叶桂木材的管孔中等，结构细。香樟、油樟和阔叶樟木材的油细胞或粘液细胞多，射线组织多数为异形Ⅱ型，稀异形Ⅲ型；银叶桂和川桂木材的油细胞或粘液细胞少，射线组织为异形Ⅱ型和Ⅲ型。

Stern[9]、Record 等[10]和张振军等[19]观察樟属植物的木材结构，发现木材的生长轮明显，管孔为单穿孔、少数为梯状穿孔，管间纹孔式互列，轴向薄壁组织主要为环管状，射线或轴向薄壁组织中均含有油细胞或粘液细胞。这些特征与本研究中5种樟属木材的解剖结果一致。川桂油细胞或粘液细胞少，与孙瑾等[7]的结论一致；川桂的管孔穿孔板为单穿孔及少数梯状穿孔，与孙瑾等[7]观察的仅有单穿孔存在差异；张振军等[19]研究发现，樟属木材为散孔材（香樟为散孔材至半散孔材），油细胞或粘液细胞多，与本研究中5种木材全部为散孔材至半散孔材，银叶桂和川桂油细胞或粘液细胞少的特征有差异。分析其原因，可能是由于样本树木的生长环境不同，其在解剖特征上存在差异。

通过解剖，发现四川5种樟属木材具侵填体，木材的耐久性较高，但透水性差，改性剂不易渗入，影响木材改性效果。一般而言,长宽比大于35 的木材适用于造纸[20]。5 种木纤维的长宽比约为48 ～56，可用于造纸。

单管孔比复管孔和管孔团原始；梯状穿孔比单穿孔原始；单列木射线比多列木射线原始，多列木射线组织两端不具有长翼，为进化类型；傍管型薄壁组织比离管型进化[21-23]。本研究中，5种樟属木材的结构中，单管孔数量比复管孔和管孔团多；具单穿孔，同时保留极少数梯状穿孔；木材均为散孔材至半散孔材，单列木射线稀少且短，多列木射线为异形Ⅱ及Ⅲ型，两端不具有长翼；具有轴向薄壁组织，主要为环管状，少数为环管束状、翼状、星散状及轮界状。由此可知，5 种樟属木材从总体结构特征上表现为过渡型，即进化中保留着原始性状。