馮明章，楊黑石，潘芳雅，張 博，齊錦秋*，辜云杰

(1.喜德縣東西河林場，四川 喜德 616750；2.雷波林業(yè)局西寧管理處，四川 雷波 616550；3.四川農(nóng)業(yè)大學(xué)，四川 成都 611130； 4.四川省林業(yè)科學(xué)研究院，四川 成都 610081)

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青錢柳解剖性質(zhì)研究

馮明章1，楊黑石2，潘芳雅3，張 博3，齊錦秋3*，辜云杰4

(1.喜德縣東西河林場，四川 喜德 616750；2.雷波林業(yè)局西寧管理處，四川 雷波 616550；3.四川農(nóng)業(yè)大學(xué)，四川 成都 611130； 4.四川省林業(yè)科學(xué)研究院，四川 成都 610081)

以青錢柳(cyclocaryapaliurus)樹干1.3 m處圓盤為研究對象，通過木材解剖測定其生長輪纖維長度、寬度、長寬比、壁厚、腔徑、壁腔比和導(dǎo)管長度、寬度、長寬比、壁厚、腔徑、壁腔比，研究各個指標(biāo)隨生長輪齡增長的徑向變異規(guī)律。結(jié)果表明：青錢柳纖維長度、纖維長寬比隨生長輪齡的增長總體呈增長的徑向變異規(guī)律；而纖維寬度、纖維壁厚、纖維腔徑、纖維壁腔比隨生長輪齡的增長沒有明顯的變異規(guī)律。青錢柳導(dǎo)管長度、導(dǎo)管寬度、導(dǎo)管壁厚、導(dǎo)管腔徑隨生長輪齡的增長總體呈增長的徑向變異規(guī)律；導(dǎo)管長寬比、導(dǎo)管壁腔比隨生長輪齡的增長沒有明顯的變異規(guī)律。

青錢柳；解剖性質(zhì)；纖維；導(dǎo)管；徑向變異

引言

青錢柳(Cyclocaryapaliurus)又名青錢李(江西)、山麻柳(四川)、甜茶樹(貴州)、一串錢(湖北)等，是胡桃科古老特有單種屬，為我國所特有，屬瀕危樹種，集用材、綠化、保健、藥用于一身[1]。

由于青錢柳主要分布在中國，因此國外涉及青錢柳的研究比較少，僅限于對青錢柳藥用價值的研究[2]。國內(nèi)對于青錢柳的研究主要集中于青錢柳的開發(fā)利用，種子育苗技術(shù)和其化學(xué)成分及藥理活性的研究等等。謝明勇等對青錢柳的生物學(xué)特性、資源分布、樹種培育、化學(xué)成分、生物活性及產(chǎn)品開發(fā)等方面的研究進展進行了較為全面的介紹與分析[3]。陳志剛在其研究中指出，青錢柳喜陰、耐寒，要求深厚、喜風(fēng)化巖濕潤土質(zhì)，在自然狀態(tài)下結(jié)實率低，種子空粒率高，很難成片生長。青錢柳耐旱，萌芽力強，生長中速[4]；鄧波等以4 a生的青錢柳7個家系為試驗對象，開展了青錢柳幼齡期生長速率、微纖絲角、基本密度及結(jié)晶度家系之間變異的研究，表明其在家系之間都存在顯著差異[5]；青錢柳種子具有深度休眠性，自然狀態(tài)下需要2 a～7 a才能發(fā)芽出苗[6]；野生青錢柳成材率低，其木材難以被利用，對此陳水玉提出了青錢柳杉木混交造林技術(shù)[7]，通過試驗，該方法較大程度提高了青錢柳的生產(chǎn)量；劉娟等歸納整理了青錢柳及藥理活性研究進展[8]，綜述了青錢柳的化學(xué)成分和藥理作用。

樹的一生受到遺傳潛勢和環(huán)境因子的影響，所以善用木材必須了解其構(gòu)造，必須知道構(gòu)造如何不同、為何不同[9]。木材性質(zhì)是由構(gòu)成木質(zhì)部的細(xì)胞類型、形態(tài)、數(shù)量以及細(xì)胞排列方式所決定[10]，是木材利用的基礎(chǔ)，人們對一個樹種木材高效利用的前提主要依賴于對其材性的研究和了解[11]。

青錢柳為散孔材，導(dǎo)管分子較長[12]，其材質(zhì)密度比胡桃楸的大，硬度適中，干燥快，切削容易且切面光滑，適宜做家具、農(nóng)具、膠合板及建筑材料等[13]。但是，由于青錢柳在我國分布廣泛，不同種源或家系間在性狀上存在顯著的變異[14]。

相較于對青錢柳育苗技術(shù)和藥用價值的研究，國內(nèi)對于青錢柳木材性質(zhì)的研究相對較少。洪俊溪對青錢柳的木材的物理性能進行了研究，在其研究中指出青錢柳的木材紋理直，結(jié)構(gòu)略細(xì)，重量和硬度適中，干燥快，稍耐磨、切削容易、且切面光滑、油漆和膠粘性能良好，釘著力中[15]。木材解剖性質(zhì)是材性研究的一個主要部分，早在1918年Bailey[16]就對木材解剖性質(zhì)和變異性進行過研究，隨著木材科學(xué)的發(fā)展，木材解剖性質(zhì)不斷得到深入研究。王玉[17]等利用掃描電鏡和常規(guī)石蠟切片技術(shù)對青錢柳的根、莖、葉進行了系統(tǒng)的觀察和研究，并試圖探討營養(yǎng)器官的解剖結(jié)構(gòu)與生態(tài)適應(yīng)性的關(guān)系，為青錢柳的推廣栽培提供科學(xué)依據(jù)。

目前國內(nèi)對于青錢柳木材解剖性質(zhì)的研究相對較少，可以采用木材切片法和光學(xué)顯微技術(shù)，研究青錢柳木材的微觀特征，分析青錢柳木材的解剖性質(zhì)，對青錢柳進行材質(zhì)預(yù)測及為其高效加工利用提供科學(xué)的理論基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 研究地概況

沐川縣隸屬于樂山市，位于四川盆地西南部，地勢由西南向東北傾斜。平均海拔高度為397 m，氣候冬暖夏涼，雨量充沛，陰雨寡照，屬亞熱帶季風(fēng)性濕潤氣候。年平均氣溫17.3℃，最冷月平均氣溫7.2℃，最熱月平均氣溫26.2℃，年平均降水量1 332 mm，平均日照時數(shù)968h。沐川縣森林經(jīng)營所位于沐川縣沐溪鎮(zhèn)，海拔476 m，地理位置：北緯28°58′04.25″，東經(jīng)103°54′12.31″。

1.2 試驗材料

在沐川縣森林經(jīng)營所所轄林區(qū)中的青錢柳天然林分布區(qū)，設(shè)置3個20 m×20 m的標(biāo)準(zhǔn)地，每個標(biāo)準(zhǔn)地選擇一株平均木作為解析木，以3株40 a以上的青錢柳樹干1.3 m處圓盤作為研究試材。

1.3 試驗方法

以下實驗均在四川農(nóng)業(yè)大學(xué)林學(xué)院木材科學(xué)與工程系實驗室進行。

1.3.1 年輪的分界

青錢柳的生長輪明顯[18]，沿青錢柳木材圓盤北側(cè)方向，用帶鋸機截取通過髓心的木條。在木條上以紅色線為鋸切線，黑色線為數(shù)年輪所用輔助線，并從髓心開始對每個年輪進行標(biāo)記并編號，用刀片逐一將每個年輪劈下并單獨用封口袋封存。

1.3.2 制作臨時切片

①先將每個年輪正中取下約為1 mm×1 mm×10 mm大小的小木塊，放入試管中，加入10%硝酸和10%鉻酸1∶1混合液，用量為藥液淹沒木材為度；

②在室溫下放置10 h～15 h,待小木棍變?yōu)橥该鳛橹梗?/p>

③離析結(jié)束后，用蒸餾水沖洗式樣；

④用解剖針將式樣取下一小撮放置在載玻片上，用紙巾把蒸餾水吸干，滴一滴番紅染色兩分鐘左右，用紙巾吸干剩余的番紅溶液，滴一滴甘油，用解剖針輕搗式樣，待完全分離后，蓋上蓋玻片，并編號(每個小試樣做5～6個臨時切片)；

1.3.3 制作永久切片

①由于青錢柳的材質(zhì)較軟，將已處理好的小木塊分別截取一小塊，放入裝有蒸餾水并編號的培養(yǎng)皿中浸泡約24 h；

②待小樣塊軟化可以切片后，用切片機將每個小樣塊的橫切面和弦切面切下5張～6張約30 um的切片，放回培養(yǎng)皿中，以待備用；

③染色：用鑷子夾住切片邊緣，在培養(yǎng)皿邊沿拂去(減少對番紅的稀釋，以下每一個轉(zhuǎn)移步驟都是如此)，放置于盛有番紅的蒸餾水中染色1 min左右(每個切面選取3張～4張)；

④漂洗：用蒸餾水洗去染液；

⑤脫水：嚴(yán)格控制時間按以下順序進行脫水，30%酒精(5 min)→50%酒精(5 min)→70%酒精(5 min)→90%酒精(5 min)→95%酒精(5 min)→無水酒精(10 min)→無水酒精+二甲苯1:1溶液(5 min)；

⑥透明：用二甲苯浸泡處理(10 min)；

⑦封片：用鑷子取出橫切面切片和弦切面切片各一張，在載玻片上放正，滴一滴中性樹膠，用鑷子取一片蓋玻片，緩慢壓在切片上。用鑷子的另一端對蓋玻片施壓，排出氣體，并編號(每個小試樣做5～6個永久切片)；

1.3.4 拍照及測量

相同編號的切片的每個數(shù)據(jù)取62個數(shù)值，去掉最大值和最小值再取平均值。

①用Image-pro Express軟件對臨時切片進行顯微拍照，保存照片，測定木纖維、導(dǎo)管的長度和寬度，并用excel保存數(shù)據(jù)。

②用DP2軟件對永久切片逐一進行顯微拍照，保存照片，然后用木材研究軟件測定其木纖維、導(dǎo)管的腔徑和壁厚。

1.3.5 數(shù)據(jù)整理

以試驗得到的3株青錢柳平均數(shù)據(jù)，計算各生長輪纖維平均長度和寬度、導(dǎo)管平均長度和寬度，再計算出各年輪纖維、導(dǎo)管的長寬比和壁腔比。

2 結(jié)果與分析

2.1 青錢柳材纖維長度、纖維寬度、纖維長寬比的徑向變異規(guī)律

如圖1，表示青錢柳各生長輪平均纖維長度隨生長輪齡增長的徑向變異。從圖1中可以看出，青錢柳的纖維長度隨生長輪齡的增大總體呈增長的趨勢，纖維長度在髓心處平均長度最小，為615 um；靠近樹皮幾個生長輪的平均纖維長度達到最大，為1 635 um。

圖1 青錢柳各生長輪纖維長度隨生長輪齡增長的徑向變異

圖2表示的是青錢柳各生長輪纖維寬度隨生長輪齡增長的徑向變異，從中可以直觀的看出，青錢柳各生長輪纖維寬度隨生長輪齡的增長變化不大，在27 um左右波動。

圖2 青錢柳各生長輪纖維寬度隨生長輪齡增長的徑向變異

由此可以得出結(jié)論，青錢柳隨生長輪齡的增大，纖維寬度變化不大，而纖維長度總體呈增長的趨勢。而其中前9年纖維長度增長最快，表明纖維長度處于生長期，對應(yīng)的青錢柳處于生長發(fā)育階段；而后面纖維長度的增長趨于緩和，表明纖維長度趨于成熟，對應(yīng)的青錢柳趨于成熟階段。

圖3表示青錢柳各生長輪纖維長寬比隨生長輪齡增長的徑向變異。纖維長寬比是纖維長度和纖維寬度的比值，是纖維長度和寬度共同作用的結(jié)果，與木材的物理性質(zhì)有著密切關(guān)系。從圖3中可以看出，纖維長寬比隨生長輪齡的增大總體呈增長的趨勢，與纖維長度的徑向變異規(guī)律類似，最小值在靠近髓心的一端，為26；最大值在靠近樹皮的一端，為65。

圖3 青錢柳各生長輪纖維長寬比隨生長輪齡增長的徑向變異

2.2 青錢柳材纖維壁厚、纖維腔徑、纖維壁腔比的徑向變異規(guī)律

圖4表示青錢柳各生長輪纖維壁厚隨生長輪齡增長的徑向變異。纖維壁厚主要影響木材的密度，與木材的力學(xué)強度密切相關(guān)?？梢钥闯觯w維壁厚絕大部分在2～4 um之間，隨生長輪齡的增長變化幅度不大。

圖4 青錢柳各生長輪纖維壁厚隨生長輪齡增長的徑向變異

圖5表示的是青錢柳各生長輪纖維腔徑隨生長輪齡增長的徑向變異。觀察可以看出，隨生長輪齡的增大，纖維腔徑?jīng)]有明顯的變異規(guī)律，絕大部分在20 um左右。但是局部呈現(xiàn)出增長或減少的變異，很可能是由于氣候、水分、養(yǎng)分等環(huán)境因子的影響造成的。

圖5 青錢柳各生長輪纖維腔徑隨生長輪齡增長的徑向變異

青錢柳各生長輪纖維壁腔比隨生長輪齡增長的徑向變異如圖6所示。纖維壁腔比是纖維壁厚與纖維腔徑的比值，主要影響木材的密度，即纖維壁腔比越大，木材的密度越大。從圖6可知，青錢柳纖維壁腔比沒有明顯的徑向變異規(guī)律。

圖6 青錢柳各生長輪纖維壁腔比隨生長輪齡增長的徑向變異

2.3 青錢柳導(dǎo)管長度、導(dǎo)管寬度、導(dǎo)管長寬比的徑向變異規(guī)律

青錢柳各生長輪導(dǎo)管長度隨生長輪齡增長的徑向變異如圖7所示，從變化圖中可以觀察出，在生長輪齡為0～2時，各生長輪導(dǎo)管長度呈快速增長趨勢；生長輪齡大于2時，增長速度趨于緩和，相鄰生長輪間導(dǎo)管長度出現(xiàn)較大波動。

圖7 青錢柳各生長輪導(dǎo)管長度隨生長輪齡增長的徑向變異

圖8表示的是青錢柳各生長輪導(dǎo)管寬度隨生長輪齡增長的徑向變異。導(dǎo)管寬度一般反映出導(dǎo)管的大小，導(dǎo)管分子的大小不一，隨樹種及所在部位而異。從圖8中可以看出，青錢柳導(dǎo)管寬度在65 um～210 um之間，隨生長輪齡的增大纖維長度總體呈增長的趨勢。與導(dǎo)管長度變異規(guī)律類似，生長輪齡為0～2時，增長迅速；生長輪齡大于2 a時，增長速度趨于緩和，相鄰生長輪間出現(xiàn)波動。

圖8 青錢柳各生長輪導(dǎo)管寬度隨生長輪齡增長的徑向變異

青錢柳各生長輪導(dǎo)管長寬比隨生長輪齡增長的徑向變異如圖9所示。導(dǎo)管長寬比直接影響導(dǎo)管的形態(tài)，導(dǎo)管長寬比越大，導(dǎo)管形態(tài)越細(xì)長，反之，導(dǎo)管越粗短。如圖，導(dǎo)管長寬比的范圍在2.64～6.45，隨生長輪齡的增長總體呈降低的趨勢。

圖9 青錢柳各生長輪導(dǎo)管長寬比隨生長輪齡增長的徑向變異

2.4 青錢柳導(dǎo)管壁厚、導(dǎo)管腔徑、導(dǎo)管壁腔比的徑向變異規(guī)律

青錢柳各生長輪導(dǎo)管壁厚隨生長輪齡增長的徑向變異如圖10所示，在生長輪齡0～2范圍內(nèi)，導(dǎo)管壁厚呈迅速增長；當(dāng)生長輪齡大于2時，導(dǎo)管壁厚徑向變異趨于平緩，在5.4 um～7.9 um范圍內(nèi)。

圖10 青錢柳各生長輪導(dǎo)管壁厚隨生長輪齡增長的徑向變異

圖11表示的是青錢柳各生長輪導(dǎo)管腔徑隨生長輪齡增長的徑向變異。讀圖可知，隨生長輪齡的增長，青錢柳各生長輪導(dǎo)管腔徑總體呈現(xiàn)增長的趨勢。其中在生長輪齡為0～2時，導(dǎo)管腔徑增長迅速；當(dāng)生長輪齡大于2時，導(dǎo)管腔徑變異總體增速減小，相鄰生長輪間導(dǎo)管腔徑大小呈現(xiàn)較大的波動。

圖11 青錢柳各生長輪導(dǎo)管腔徑隨生長輪齡增長的徑向變異

圖12 青錢柳各生長輪導(dǎo)管壁腔比隨生長輪齡增長的徑向變異

圖12表示青錢柳各生長輪導(dǎo)管壁腔比隨生長輪齡增長的徑向變異。導(dǎo)管壁腔比即導(dǎo)管壁厚與導(dǎo)管腔徑的比值，與木材的密度、孔隙率等物理性質(zhì)密切相關(guān)。從圖12中可以看出，青錢柳導(dǎo)管壁腔比在0.038～0.070范圍內(nèi)變化，隨生長輪齡的增長總體呈降低的變異規(guī)律。

3 結(jié)論

青錢柳纖維長度、纖維長寬比隨生長輪齡的增長總體呈增長的徑向變異規(guī)律。纖維在生長輪齡為0時平均長度最小，為615 um；最外部幾個生長輪的平均纖維長度達到最大，為1 635 um。類似地，纖維長寬比最小值在靠近髓心的一端，為26；最大值在靠近樹皮的一端，為65。

青錢柳纖維寬度、纖維壁厚、纖維腔徑、纖維壁腔比隨生長輪齡的增長沒有明顯的變異規(guī)律。纖維寬度的范圍在23.6 um～31.2 um之間，變異幅度較小，其中髓心最小，為23.6 um；生長輪齡為5 a時最大，為31.2 um。纖維壁厚的變異范圍為1.96 um～4.94 um，絕大部分在2 um～4 um之間。纖維腔徑在生長輪齡為10 a時最小，為16.3 um；在生長輪齡為3 a時最大，為23.8 um。纖維壁腔比分別在生長輪齡為3 a和生長輪齡為10 a時達到最小和最大，最小值為0.09，最大為0.3。

青錢柳導(dǎo)管長度、導(dǎo)管寬度、導(dǎo)管壁厚、導(dǎo)管腔徑隨生長輪齡的增長總體呈增長的徑向變異規(guī)律。它們的變異規(guī)律類似，在生長輪齡為0～2 a時，增長迅速；在生長輪齡大于2 a時，增速變小，并呈波動增長。其中導(dǎo)管長度在髓心處最小，為358 um，在生長輪齡為41 a時最大，為721 um；導(dǎo)管寬度在髓心處最小，為65 um，在生長輪齡為33 a時最大，為216 um；

導(dǎo)管壁厚在髓心處最小，為3.26 um，在生長輪齡為26 a時最大，為7.88 um；導(dǎo)管腔徑在髓心處最小，為47 um，在生長輪齡為25 a時達到最大，為154 um。

青錢柳導(dǎo)管長寬比、導(dǎo)管壁腔比隨生長輪齡的增長總體呈降低的變異規(guī)律。導(dǎo)管長寬比在生長輪齡為1 a時最大，達到6.35；在生長輪齡為31 a時最小，為2.64。導(dǎo)管壁腔比在變異范圍0.038～0.070之間，總體呈下降趨勢。

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A Study of Anatomical Properties ofCyclocaryapaliurus

FENG Ming-zhang1YANG Hei-shi2PAN Fang-ya3ZHANG Bo3QI Jing-qiu3*GU Yun-jie4

(1.East and West River Forest Farm of Xide County,Xide 616750,Sichuan，China；(2.Xining Management office of Leibo Forestry bureau,Leibo 616550，Sichuan，China；3.Sichuan Agricultural University，Chengdu 610081,Sichuan，China;4.Sichuan Academy of Forestry，Chengdu 610081,Sichuan，China)

In ths paper,taking disks ofCyclocaryapaliurustrunk at 1.3 m as the research object，through the wood anatomic method measurement was conducted on its growth round fiber length，width，aspect ratio，cavity diameter，wall thickness，wall cavity ratio and tube length，width，aspect ratio，cavity diameter，wall thickness and wall cavity ratio，and studies were made of the various indicators along with the growth ring radial variation patterns of age growth.The results showed thatCyclocaryapaliurusfiber length and fiber length-width ratio along with the growth of the age of growth ring overall had a growing radial variation law; And fiber width，fiber wall thickness，diameter，fiber wall cavity ratio along with the growth of the age of growth ring exhibited no obvious variation regularity.Cyclocaryapaliuruscatheter in the wall thickness，length，width of catheter，guide catheter lumen diameter along with the growth of the age of growth ring radial variation regularity of overall increased; Catheter length-width ratio，guide wall cavity ratio along with the growth of the growth ring of age had no obvious variation rule.

Cyclocaryapaliurus，Anatomical properties，F(xiàn)iber，Catheter，The radial variation

2017-03-14

四川省公益性科研院所基本科研項目(JB2016-07)。

馮明章(1967-)，男，林業(yè)工程師，長期從事林業(yè)科技推廣工作。

10.16779/j.cnki.1003-5508.2017.02.011

S718.47

A

1003-5508(2017)03-0056-06