樊振國,黃仲華,周修濤
(1.四川省林業(yè)科學研究院,四川成都 610066;2.廣元利州區(qū)林業(yè)局,四川廣元 628017)
杏(Armeniaca vulgaris)為薔薇科(Rosaceae)杏屬植物[1-3]。杏屬植物有8種,主要分布于東亞至中亞和高加索,我國有7種,主要種植于黃河流域[4]。杏木材質堅硬且紋理細致,是品質較好的木料,常應用于家具、首飾盒、船殼板、車廂、門窗及其他室內(nèi)裝修等。目前,對于杏的研究主要集中在生理[5-6]、栽培[7-8]和病蟲害防治[9-10]等方面。對于杏木結構特征的相關研究較少,申衛(wèi)博等[11]對柿(Diospy?ros kaki)木和杏木等9種木材生物炭的孔隙結構進行了分析與比較。本研究以杏木為研究對象,利用生物數(shù)碼顯微鏡對其宏觀和微觀特征進行觀察與分析,以期為杏的保護與識別提供參考,并為杏木的合理利用提供一定的理論支撐。
試驗用杏木取自山西省大同市天鎮(zhèn)縣逯家灣鎮(zhèn)逯上灣村(114.21′E,40.53′N),樹齡12年,原木橫切面直徑10 cm左右。
數(shù)顯恒溫水浴鍋(HH-4,常州國華電器有限公司)、電熱鼓風干燥箱(CS101-3EB,重慶惠達試驗儀器有限公司)、滑走式切片機(Leica SM2010R,徠卡儀器有限公司)和生物顯微鏡(LW3200T,上海領成生物科技有限公司)。
1.3.1 杏木宏觀特征
將杏木制成標準的三切面,用單面刀片將斷口切削整齊,在肉眼和10倍放大鏡下觀察木材的年輪、心材和邊材、管孔類型、木射線和軸向薄壁組織等宏觀構造特征。
1.3.2 杏木微觀特征
參照GB/T 29894-2013[12],將試樣切成2 cm×2 cm×2 cm的小塊,采用水煮法軟化,直至木材試樣沉入水底;清洗后,在滑走式切片機上切成橫向、徑向和弦向切片,厚度為10~20 μm;用番紅溶液染色24 h,經(jīng)不同濃度酒精(50%、70%、90%和100%)脫水和二甲苯透明處理后,用中性樹脂膠封片,待樹膠陰干后在顯微鏡下觀察切片。
1.3.3 離析材料
采用Franklin法對試樣分子進行離析[13-14]。把木材切成5~6根火柴干大小的小木梗,放入貼有標簽的試管中,在試管中注入冰醋酸與雙氧水(30%)混合液(體積比為1∶1),水浴加熱至木材變白;用水反復清洗木纖維4~5次后,對纖維進行染色、脫水、透明和樹膠封片[15];在生物顯微鏡下觀察管孔和木纖維的形態(tài)特征并進行測量。各木材分子的離析材料隨機測量50個數(shù)據(jù)[16]。
樹皮呈灰黑色至灰紅褐色,縱裂(圖1)。心、邊材區(qū)別明顯,邊材為黃紅色至黃褐色,心材為紅褐色和灰褐至帶紅的淺黃褐色(圖2)。木材有光澤;味略苦,無特殊滋味。生長輪明顯;環(huán)孔材寬度不均;輪間呈深色窄帶,略呈波狀。早材管孔在放大鏡下明顯,寬1~3(稀4)列,早材至晚材急變;晚材管孔小,在放大鏡下可見,散生或斜列;心材的早材管孔中含深褐色樹脂或充滿白色沉積物,侵填體未見。軸向薄壁組織量少,放大鏡下可見,傍管型。木射線在放大鏡下可見,中至略密,略細至甚寬;徑切面射線斑肉眼可見。創(chuàng)傷樹脂道多,呈弦向帶狀。髓斑可見,木材紋理直,結構細,較均勻。
圖1 樹皮Fig.1 Bark
圖2 三切面Fig.2 Three section
2.2.1 橫切面
早材管孔(圖3a-1)為橢圓形、卵圓形或圓形;壁薄;最大弦徑148 μm,大部分弦徑為70~120 μm;未見侵填體。晚材管孔(圖3a-2)為橢圓形、卵圓形或不規(guī)則多角形,單管孔及徑列復管孔(2~3個),少數(shù)呈管孔團;散生或斜列;壁??;直徑多為30~55 μm。軸向薄壁組織(圖3a-3~6)少,呈環(huán)管狀、環(huán)管束狀、輪界狀及星散狀。創(chuàng)傷樹膠道(圖3a-7)在生長輪外緣呈弦?guī)?,含深色膠脂。髓斑(圖3a-8)可見。
2.2.2 徑切面
管間穿孔為單穿孔(圖3g-9),呈卵圓形或橢圓形,穿孔板傾斜。管間紋孔式互列(圖3d-10),呈圓形或卵圓形;紋孔口內(nèi)涵,呈橢圓形或透鏡形。木纖維(圖3b-13)壁薄,具緣紋孔(圖3h-16)較多,呈圓形,紋孔口內(nèi)涵,呈圓形或透鏡形。未見軸向薄壁組織細胞端壁節(jié)狀加厚。射線與導管間的紋孔式(圖3e-11,3g-11)類似管間紋孔式。早、晚材管孔螺紋加厚明顯(圖3d-14)。
2.2.3 弦切面
木射線(3c,3b-12,3f-12)非疊生,為單列射線和多列射線;單列射線寬10~24 μm,高1~18個細胞(56~662 μm)或以上,多數(shù)為3~8個細胞(97~264 μm);多列射線寬2~8個細胞(43~176 μm),多數(shù)為2~6個細胞(43~131 μm),高8~64個細胞(279~1 916 μm)或以上,多數(shù)為15~45個細胞(413~1 187 μm);射線組織異形Ⅱ型,少數(shù)為Ⅲ型;多列射線外側間或有少數(shù)鞘細胞(圖3f-15),菱形晶體和樹脂少。
圖3 三切面微觀構造Fig.3 Microstructures of three sections
早材導管分子長75~500 μm,平均250 μm;晚材導管分子長81~544 μm,平均260 μm(圖4a)。木纖維長430~1 880 μm,平均960 μm,弦徑8~21 μm,多數(shù)為10~15 μm(圖4b);射線細胞顯微形態(tài)見圖4c。
圖4 細胞形態(tài)Fig.4 Cell forms
依據(jù)雙子葉植物維管束的演化趨勢,環(huán)孔材比散孔材進化程度高。導管具復穿孔板為原始,具單穿孔板為特化[17]。目前,一般認為傍管型為進化,離管型為原始;在輪界薄壁組織、星散薄壁組織和間位薄壁組織中輪界狀最為原始;異型射線在演化中形成了同型射線[18]。通過對杏木三切面的觀察可知,杏木為環(huán)孔材,是木材中進化的類型;導管穿孔板為單穿孔板,進化程度高;軸向薄壁組織既有原始的離管型(輪界狀和星散狀)又有進化的傍管型(環(huán)管狀和環(huán)管束狀);木射線為原始的異形射線。由此可見,杏雖是進化的樹種,但保留了部分原始特征,說明杏的進化是不同步的。環(huán)孔材是因木材生長在季節(jié)變化較明顯的地方,形成層受季節(jié)變化影響而形成的[19],表明杏木的結構與環(huán)境相適應。