竹材的宏观和微观构造

1竹材的宏观构造

竹子是世界上生长最快的植物，能在40-120天的时间内达到成竹的高度（15~30米或40 米）。竹材主要指竹子的竹秆，它是竹子利用价值最大的部分。竹秆是竹子地上茎的主 干，竹秆外形多为圆锥体或椭圆体。竹秆由竹节和节间两部分组成，竹秆的长度、胸径、 竹壁厚度和竹节的数量，根据竹种不同，其差异很大。

竹节由秆环，箨环和竹横隔壁组成，起着加强竹秆直立和水分、养分横向输导作用。竹秆 的节间，竹材维管束排列互相平行，而在竹节处的维管束呈弯曲走向并且纵横交错。横隔 壁把竹秆分隔成空腔，即髓腔。髓腔周围的壁称为竹壁。竹壁在宏观上由三部分组成，自 外而内依次为竹皮、竹肉和髓环组织（髓环和髓）。竹皮是竹壁最外层，通常横切面上看 不见维管束的部分。竹肉是界于竹皮和髓环组织间的部分，横切面上有维管束分布。维管 束是在竹材横切面上，见到的许多呈深色的菱形斑点，在纵切面上它呈顺纹股状组织。维 管束在竹壁内的分布一般自外而内由密变疏。竹肉内侧与竹腔相邻的部分为髓环，其上也 无维管束分布。在生产习惯上，常将竹壁厚度的不同组织由外至内称之为竹青、竹肉和竹 黄三个部分。

2竹材的微观构造

竹材的微观构造是指竹材内部的细胞特征、细胞排列及组成成分。竹材由细胞组成，细胞 是竹材显微镜下构成竹材的基本形态单位。可以把竹材细胞分为表皮系统、基本系统和维 管系统三部分。在解剖学上则进一步细分为表皮、皮下层、皮层、基本组织、维管束和竹 腔壁等六个部分。

2.1表皮系统

表皮系统包括从竹青最外沿至开始出现维管束纤维帽的界线处之内的细胞组织，分为表皮 层、皮下层和皮层。均为体小壁厚，排列紧密的细胞构成。

（1）表皮层

表皮层是竹秆壁最外面的一层细胞，也是细胞组份最丰富的层次。由长形细胞、硅质细 胞、栓质细胞和气孔器及刚毛等构成。长形细胞占大部分表面积，顺纹平行排列，且竹秆 中段表皮层的长形细胞数量最多。长形细胞外侧面胞壁特别肥厚。栓质细胞和硅质细胞形 态短小，常成对结合，插生于长形细胞的纵列之中。栓质细胞略成梯形（六面体），小头 向外；硅质细胞近于三角形（六面体或五面体），顶角朝内，硅质细胞中有硅酸盐结晶， 加强了表面的硬度。表皮上穿插着许多小孔，即为气孔。

（2）皮下层

紧接表皮层之下的是皮下层细胞。通常为1~2层或3层柱状细胞，细胞壁稍厚或很厚，纵向 排列，细胞成柱状，横切面为方形或矩形。

（3）皮层

皮下层之内无维管束分布的部分即为皮层。皮层细胞大于皮下层，细胞呈圆柱状，纵向排 列。细胞层数因竹种不同而异，通常为3~7层不等。在竹秆横切面上，皮层细胞为圆形至 椭圆形，细胞壁明显地比表皮细胞和皮下层细胞壁薄。但有些竹种，皮层和皮下层细胞并 无显著区别。

2.2基本系统

基本系统由基本薄壁组织和髓环组织（髓环和髓）两部分组成。

（1）基本薄壁组织

基本薄壁组织由薄壁细胞组成，主要分布在维管束系统之间，环绕维管束，其作用相 当于填充物，是构成维管束内外的营养组织。基本组织细胞一般较大，在横切面上呈多角 形或长方形。依据纵切面的形态，可区分为长形和近于正方形的短细胞两种，但以长形细

胞为主，短细胞分布于长细胞之间。长细胞大小不一，其特征是胞壁有多层结构，在笋生 长的早期阶段已木质化，其细胞中的木素含量高，胞壁上并出现瘤层。短细胞具有浓稠的 细胞质和薄的细胞壁，不木质化，而有些厚壁长细胞木质化程度高。基本组织中横向流通 能力很小，但仍比纵向要大。

（2）髓环

髓环位于髓腔竹膜外围，由多层排列紧密的石细胞组成，其质地相当坚硬。其细胞形态与 基本组织不同，呈横卧短柱状，排列整齐紧密，横切面上可见有非尖端形、多角形、扁圆 形、长菱形等。石细胞一般由薄壁组织细胞形成，最初由于它们有较大的细胞核而与邻近 细胞相区别，随着细胞生长，次生壁增沉积并变的很厚。一般髓环细胞的石化程度与竹龄 关系密切。

（3）髓

髓一般由大型薄壁细胞组成。髓组织破坏后留下的间隔，即竹秆的髓腔。髓呈一层半透明 的薄膜粘附在秆腔内壁周围，俗称竹衣。但并不是所有竹种皆如此，也有含髓的实心竹。

2.3维管系统

维管系统由包藏在基本薄壁组织中的维管束群组成，主要有向上输导水分和无机盐的木质 部与向下输导光合作用产物的韧皮部两个部分，通常包含纤维、导管、筛管及伴胞等细 胞。

维管束是输导组织与机械组织的复合体，其外方为初生韧皮部，内方为初生木质部。初生 木质部包括原生木质部和后生木质部，其总轮廓大体为“V”形。木质部的特征细胞为导 管。初生韧皮部位于木质部的外方，它的特征细胞是筛管和伴胞。通常在维管束的外缘有 发达的厚壁纤维组织，这就是竹材具有十分坚韧特性的缘故。从竹秆节间的横切面上看， 一个典型的维管束由纤维帽、维管束鞘、木质部和韧皮部等部分构成。

维管束在竹壁中的分布

竹类植物维管束解剖结构（Grosser, Liese）

1.外方纤维股2.薄壁组织3.维管束外鞘4.初生韧皮部的筛管5.后生木质部的2个大型 导管6.小的后生木质部分子7.细胞间隙（由原生木质部深化而成，其中常具有1~2个环 纹导管或填充体8.内方纤维股

竹材秆茎壁维管束的立体剖视图（世界竹藤）

A. 横切面B.平周切面C垂周切面

1.后生木质部导管2.原生木质部导管3.筛管4.筛板5.伴胞6.基本组织壁细胞7纤维 鞘8纤维9.导管末端上的穿孔10.导管侧壁上的纹孔

（1）导管

导管是由一连串轴向细胞末端和末端相连而成的管状组织。构成导管的单个细胞是导管分 子。导管末端是以无隔膜的孔洞相通。在“V”字形基部的原生木质部中，导管含有环纹导 管和螺纹导管，其中有填充体，并被一些非全部木质化的薄壁细胞围绕。在“V”字形的两 臂的后生木质部对称分布于一个大型导管，它的导管壁全部加厚，仅留下具缘纹孔没有加 厚。

竹材Oxytenanthera abyssinica 原生木质部导管环状增厚（Liese, Hamburg）

• （2）筛管和伴胞