慈竹不同变异类型的纤维形态研究

通过对四川省青神县慈竹不同变异类型的纤维形态指标进行观测,比较分析了不同变异类型纤维形态特征的差异及变异规律,并对其利用价值进行了探讨.结果表明:慈竹6种类型的平均纤维长度都大于1.6 mm,除罗汉慈外均大于毛竹;慈竹、琴丝慈和蛇头慈纤维长度分布的最大频率出现在2.0 ～3.0 mm之间,其余慈竹类型的纤维长度分布最大频率出现在1.0 ～2.0 mm之间.除罗汉慈外,其余慈竹类型的纤维长宽比平均值均大于100,且大于毛竹.慈竹6种类型纤维平均壁腔比在1.77～ 3.96之间,均小于毛竹.在轴向上,慈竹不同类型纤维的长度、宽度、长宽比和腔径的变异规律随交异类型的不同而不同,其纤维壁厚和壁腔比则具有相似的交异规律;在径向上,慈竹不同类型竹壁内侧的纤维长度、腔径均大于外侧纤维,其竹壁内侧的纤维宽度、长宽比、壁厚和壁腔比大多小于外侧.说明除罗汉慈外慈竹其余变异类型的竹材纤维质量均优于毛竹,琴丝慈的竹材纤维质量优于慈竹,其造纸性能最佳.     

芨芨草纤维形态的研究

对新疆石河子盐碱荒地上栽培的芨芨草茎秆的纤维进行了详细研究，通过扫描电镜制片观察，发现芨芨草茎秆表皮下有20～30层厚壁细胞连接成的纤维组织带，我们用显微镜测量法对其纤维进行了测量，结果如下：纤维的平均长度为1．11mm，平均宽度为9．4μm，长宽比为118，细胞壁平均厚度为2．73μm，纤维平均腔径为3．87μm，壁腔比为1．42，纤维长度多集中在0．81～1．20mm范围内。可见芨芨草纤维细而长，长宽比大，壁腔比小，若能加以开发利用，是一种优质的造纸原料。     

平安竹纤维形态变异特征及其成因分析

【目的】阐明矢竹矮秆稳定变异体——平安竹纤维形态学特征并初步阐释其变异机制。【方法】利用石蜡切片及数量统计学方法进行显微观测与数据分析; qRT-PCR分析基因相对表达量; UPLC/GC-MS法测定赤霉素含量。【结果】平安竹竹秆不同部位纤维长度、长宽比及壁腔比显著小于矢竹; 但其宽度与腔径值显著大于矢竹; 而其不同部位纤维壁厚值虽小于矢竹,但差异不显著。平安竹地下茎纤维在长度、长宽比、壁厚及壁腔比上显著小于矢竹,但其宽度与腔径值则显著大于矢竹。形态解剖学分析显示,平安竹地下茎纤维细胞形态变异出现于节间活跃生长阶段。赤霉素及细胞壁与细胞骨架相关基因表达量分析结果表明,赤霉素信号途径在平安竹节间生长起始阶段即受到抑制; 而其细胞壁与细胞骨架相关下游功能基因则在其伸长早期与活跃阶段显著低于矢竹; 赤霉素含量分析也证实各赤霉素含量早在平安竹节间伸长起始阶段就低于矢竹。【结论】赤霉素信号途径受抑导致其下游细胞壁与细胞骨架组织相关基因下调是最终导致平安竹纤维细胞生长异常的原因之一。     

五节芒茎秆纤维形态的研究

五节芒茎秆是一种优良的纤维原料,为了更好地研究和利用五节芒茎秆,采用光学显微镜和彩色图像计算机分析系统,研究了五节芒茎秆节间和节部纤维形态。结果表明:五节芒茎秆节间纤维长度分布范围为774.99～5 203.33μm,宽度范围为7.96～32.64μm,平均长宽比为121.51,平均腔径为6.49μm,平均壁腔比为2.61,为稍长的厚纤维,从上部往下部长度逐渐增大,细胞壁壁厚逐渐变厚,宽度则没有明显的规律性变化;节部纤维长度分布范围为180.67～1 044.99μm,宽度范围为10.71～37.96μm,平均长宽比为28.64,平均腔径为5.17μm,平均壁腔比为3.10,为甚短的厚纤维,长度、宽度和壁厚从上部往下部呈现的规律性不明显。比较五节芒茎秆节间与节部的纤维形态,前者较后者纤维长度更长,宽度和细胞壁壁厚更小,节间为较好的非木质人造板的纤维原料,节部稍差。     

马尾松半同胞家系纤维形态遗传变异及纸浆材优良家系选择

纤维形态的物理特征是马尾松纸浆材新品种选育的重要性状。该研究以22年生29个马尾松初级种子园半同胞家系的木材样品为材料,对其木材纤维进行了遗传变异分析、相关分析及优良家系选择。结果表明:纤维性状在家系间和家系内均存在一定幅度的变异,纤维长度、纤维宽度、纤维长宽比、柔性系数以及壁腔比5个性状的早材变异系数均大于晚材,家系水平的纤维选择主要是针对早材的选择。方差分析表明:家系间平均晚材纤维宽度、平均晚材纤维腔径宽、平均晚材纤维长度以及早晚材平均纤维长度差异显著,家系遗传力为0.38～0.51,家系水平的纤维改良潜力较大。年龄与纤维长、晚材长宽比、纤维壁厚、壁腔比、柔性系数、刚性系数等6个指标呈显著相关或相关显著;年轮宽度与纤维宽、纤维长、纤维长宽比、壁腔比、壁厚、刚性系数和柔性系数等7个纤维形态指标呈显著相关,晚材率与纤维宽、纤维长、长宽比、壁厚、早材壁腔比、早材刚性系数和早材柔性系数等指标相关显著,年轮宽可作为马尾松家系纤维的间接选择指标。通过对生长和纤维含量及质量进行综合评价,113号家系入选为定向培育制浆造纸材的优良家系。     

湖北省野生青檀纤维形态特征及差异

【目的】分析野生青檀纤维形态特征及其差异,为青檀优质资源的筛选提供依据。【方法】以湖北省不同地区19个野生青檀种群为对象,采用果胶酶法分离檀皮纤维细胞,检测其纤维长度、宽度及长宽比等指标,并比较不同种群各指标之间的差异。【结果】湖北野生青檀纤维平均长度为1 499.68μm,平均宽度为8.90μm,长宽比为168.91;不同种群的纤维形态指标总体上存在极显著差异,种群18(广水三潭)和种群1(保康五道峡)的纤维形态显著优于其他种群,二者纤维平均长度为2 248.46μm,平均宽度为9.82μm,长宽比为237.65。【结论】湖北野生青檀纤维适宜作为宣纸原料;其中广水三潭和保康五道峡的野生青檀可作为湖北省青檀优质资源加以利用。     

棉花竹纤维细胞壁的发育特征

【目的】以棉花竹为实验材料,揭示棉花竹秆内部的解剖特征,总结其纤维细胞壁的发育规律,并为棉花竹作为经济竹材的使用提供一定的理论依据。【方法】用蔡康CK1000光学数码显微镜分别观察5个龄级棉花竹秆壁中的3个维管束,并用DS-3000二维软件测定维管束长度、宽度和后生导管直径以及纤维细胞壁层数和厚度,总结不同龄级秆中纤维细胞次生壁的增厚方式。【结果】在5个龄级棉花竹秆中纤维细胞壁的增厚幅度逐渐下降。所占比例最多的是具有3～4层细胞壁的纤维细胞, 在36月龄秆中才开始出现7～8层和9层以上细胞壁的纤维细胞。棉花竹纤维细胞壁增厚类型被总结为6种,类型 Ⅵ所占比例最多(35.28%)。纤维细胞壁层数与壁厚间相关性极其显著的是位于1月龄棉花竹秆中的纤维细胞,但60月龄时相关性为负数。【结论】棉花竹秆壁内侧的维管束主要为完全分化的开放型维管束,而竹青处则为未分化完成的半分化维管束。纤维细胞壁层数与壁厚随秆龄的增加而增加,纤维细胞壁层数与壁厚之间的相关性随秆龄的增加而减小。纤维细胞壁的增厚类型被总结为6种,60月龄成熟秆中纤维鞘外围仍然具有未完成加厚的腔大壁薄且层多的纤维细胞(类型Ⅵ)。棉花竹纤维细胞壁的2种主要增厚方式随着秆龄的增加而变化。     

红麻秆细胞和纤维形态的研究

通过对红麻秆细胞和纤维形态的观察测定,得出在不同生长部位的纤维长度、宽度、壁厚、腔径、长宽比、壁腔比。分析红麻纤维在不同生长部位的微观结构和细胞结构,得出不同生长部位的纤维尺寸分布情况,为有效利用麻秆纤维提供基础理论依据,做到真正意义的变废为宝。     

黑壳楠生长量及木材解剖特征的径向变异

【目的】研究黑壳楠(Lindera megaphylla Hemsl.)生长量及木材解剖特征径向变异规律。【方法】以百年古树黑壳楠活立木为研究对象,通过对木芯样的测定,分析其生长量和木材解剖特征径向变异规律。【结果】黑壳楠的径向连年生长量在生长初期增长迅速,生长峰值出现在第12年;平均生长量在第1~19年增幅较大,随后仍保持着较快的生长速度;但生长率总体呈下降趋势,生长初期下降幅度最大,从第12年开始下降幅度变小。各解剖特征参数变异大多在30~60 a间出现较大波动。在P=0.01水平上,木纤维长度与纤维宽度、导管宽度与木射线宽度、木纤维长宽比与木射线高度呈显著正相关;木纤维长度与管孔个数、木纤维宽度与管孔个数、木纤维壁腔比与木纤维腔径比、导管宽度与管孔个数呈显著负相关。在P=0.05水平上,生长量与木纤维壁腔比、生长量与木射线高度、木纤维长度与导管宽度、木纤维长度与导管长度、木纤维宽度与导管宽度、导管长度与导管宽度、管孔个数与木射线宽度呈显著正相关;生长量与导管宽度、生长量与木射线宽度、导管长度与管孔个数呈显著负相关。【结论】年均气温是影响黑壳楠径向生长量的关键因子。黑壳楠木纤维、导管、木射线解剖特征参数都随树龄的变化而变化,较大的波动现象与当地突发气候变化有关。     

厚壁毛竹与毛竹地下茎发育规律的比较

【目的】进一步解析厚壁毛竹茎秆节间壁厚腔小的细胞学机制。【方法】通过石蜡切片观察细胞学结构差异,采用超椭圆方程精确描述顶端分生组织外轮廓。【结果】厚壁毛竹竹鞭实心、无髓腔、横切面布满维管束组织,而毛竹竹鞭横切面中心为髓腔。连续纵切及横切切片显示,厚壁毛竹鞭笋顶端分生组织在发育过程中未分化出髓组织; 且厚壁毛竹顶端分生组织相比于毛竹,形态细长、细胞数目多、面积大,但细胞层数相似。数学建模分析显示,毛竹与厚壁毛竹顶端分生组织外轮廓均可以被超椭圆方程精确描述,但是毛竹长轴与水平轴的夹角约呈45°,而厚壁毛竹的夹角近乎90°,显著不同于毛竹。在光学显微镜下与毛竹比较,厚壁毛竹顶端分生组织细胞的细胞质浓、形态更规整。【结论】厚壁毛竹顶端分生组织形态及结构异常是导致其竹鞭实心的细胞学原因。     

毛竹与樟子松木材孔隙结构的比较

【目的】竹木材料孔隙结构特征是影响材料性能的重要因素。通过定量表征与直观观察相结合方式探索竹木材料内部孔隙结构特征。通过对比分析,建立竹木材料内部孔隙结构与组织构造的对应关系,分析竹木材料内部孔隙结构差异,研究孔隙结构对材料性能的影响。【方法】以毛竹和樟子松木材为试验材料,采用压汞法对材料的孔隙率、孔体积、孔径分布、比表面积等参数进行定量测试,分析材料的孔隙结构特征。采用扫描电镜对材料的组织结构(毛竹:导管、筛管、薄壁细胞和纹孔等部位。樟子松:管胞、射线薄壁细胞、纹孔等部位)进行观察,确定各组织结构所构成孔隙的孔径范围。【结果】孔隙率(毛竹47.58%、樟子松67.16%)及汞压入量(毛竹0.633 mL/g、樟子松1.596 mL/g)测试结果表明毛竹内部孔体积显著低于樟子松。总孔面积(毛竹82.04 m²/g、樟子松18.16 m²/g)及中孔孔径(毛竹33.8 nm、樟子松445.0 nm)对比结果表明毛竹中大部分孔隙集中在孔径较小区域(32.4 nm左右),而樟子松木材中孔隙孔径主要集中在226.7、7 082.3 nm左右,造成毛竹孔面积显著高于樟子松木材。结合扫描电镜观察结果可知,毛竹中孔径11.3～100 μm范围内孔隙主要对应导管、基本组织中的薄壁细胞及纤维细胞。而835.0 nm左右孔隙对应基本组织及纤维细胞上纹孔。樟子松木材中孔径20 μm左右孔隙对应樟子松木材管胞; 而7 082.3 nm左右孔隙则对应具缘纹孔的纹孔口和射线薄壁细胞。此外,毛竹和樟子松木材中孔径小于1 μm的孔隙结构(毛竹中32.4 nm左右,樟子松木材中226.7、749.9 nm左右)主要位于具缘纹孔塞缘及细胞壁上。【结论】采用压汞法和扫描电镜观察方法可以实现对毛竹及樟子松木材孔隙结构的表征分析,有助于分析竹木材料性能差异产生的原因。然而,在通过压汞测试材料孔隙结构参数时,受墨水瓶孔效应影响,部分孔径较大的孔隙被认为是小孔,影响测试结果的准确性。因此,后续研究应考虑竹木材料的孔隙形态,从而实现对竹木材料孔隙结构的全面准确表征。     

意大利杨纤维形态和化学组成的研究

<正>用投影显微镜测定了意大利杨木(I—214、I—72、I—63、I—69)的纤维长度、宽度、壁厚和腔宽,其结果为:纤维长度1040—1130微米,宽度22—24微米,长宽比45—47,壁厚2.38—3.06微米,腔宽10.92—13.88微米,壁腔比0.37—0.49。分析了四种意大利杨木的化学组成,其结果为:灰分0.52—1.03％,热水抽出物2.14—3.45％,苯-醇抽出物1.84—2.24％,1％氢氧化钠抽出物17.84—21.88％,木素22.37—23.40％,酸溶木素1.72—2.38％,综纤维素77.35—80.62％和戊聚糖24.48—27.17％。 从纤维形态看,意大利杨木纤维较短,但是纤维的长宽比较大和壁腔比较小,从化学组成看,意大利杨木的综纤维素含量较高,木素含量较低,蒸煮时碱消耗低,生产化学浆的得率较高,得到的纸浆易漂白。因此,意大利杨木是制浆造纸较好的原料。     

毛竹竹秆秆柄形态与解剖学研究

目的 揭示毛竹竹秆秆柄形态学与解剖学特征。方法 利用形态统计学、滑走切片与石蜡切片技术对不同发育时期毛竹秆柄形态与解剖结构进行研究。结果 毛竹成熟笋秆柄长约3.22 cm, 基部、中部与上部直径分别约为1.2、1.4与1.9 cm,平均具有约14个芽鳞片。解剖学分析显示,毛竹秆柄为实心结构,从外到内依次分布有表皮、下皮、皮层、维管组织与基本组织。其中,下皮约7层细胞,皮层约25层细胞,秆柄横切面维管束分布数量约672个。毛竹竹秆秆柄维管束从形态上可分为6种类型,以仅具有单个后生导管的纤维帽闭合式维管束为主,其形态显著不同于毛竹竹秆与竹鞭节间典型的开放式维管束。同时薄壁细胞纵向排列不规则,且无明显的长、短细胞之分。纵切显示,秆柄木质化程度、维管束密度均为底部最高,中部次之,上部最低。对不同初生增粗生长期笋芽秆柄形态与解剖学观察发现,发育后期笋芽秆柄芽鳞片数、长度与直径均与成熟笋秆柄接近;同时发育前期笋芽秆柄已具有与成熟笋秆柄相同的芽鳞片数;但秆柄长度变化从小到大依次为发育前期笋芽<发育中期笋芽<发育后期笋芽。结论 毛竹竹秆秆柄解剖学结构显著不同于竹秆;秆柄基本结构在笋芽的发育前期已分化完成;发育前期至发育后期笋芽秆柄具有一个明显的伸长生长过程。     

毛竹向撂荒地扩展过程中叶功能性状变化

【目的】探索毛竹林扩展过程中叶片的适应特性和生存对策,为合理调控毛竹林的扩展提供依据。【方法】以毛竹-撂荒地扩展界面为对象,比较了不同扩展阶段毛竹比叶面积(SLA)、叶干物质含量(LDMC)及叶片主要养分元素及计量比等叶功能性状。【结果】①随着毛竹的扩展,SLA呈先上升后降低的趋势,扩展前期、中期和后期的SLA值分别为1.80、2.16和1.83 m²/kg。②不同年龄毛竹不同时期的LDMC的变化趋势不同,Ⅰ度竹LDMC随着毛竹扩展呈降低的趋势; Ⅱ和Ⅲ度竹LDMC呈升高的趋势。③随着毛竹的扩展,叶碳含量(LC)、叶氮含量(LN)、碳氮比(C/N)的变化差异不明显,叶磷含量(LP)呈降低的趋势,分别为1.70、1.53和1.15 g/kg; 碳磷比(C/P)呈升高的趋势,分别为264.06、292.33、392.03; 氮磷比(N/P)呈升高的趋势,分别为12.70、13.62和17.16。【结论】随着毛竹向撂荒地扩展,SLA 先升后降,Ⅰ度竹LDMC降低,Ⅱ和Ⅲ度竹LDMC升高,LP降低,C/P和N/P升高,毛竹主要叶功能性状随着环境的变化发生了适应性改变。毛竹通过降低SLA和N/P,增加LP含量来适应扩展前期剧烈变化的环境条件。随着毛竹的扩展和林分环境的形成,毛竹叶N/P增加,生长由受N制约变化为受P元素制约。Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ度毛竹LDMC随着毛竹扩展的变化规律不同,使毛竹能够在扩展过程中更好地保有资源,具有 “集团”优势,能更灵活地利用资源。     

模拟干旱环境下伐桩注水对毛竹光合蒸腾特性的影响

【目的】研究干旱条件下伐桩注水对毛竹光合蒸腾特性的影响及其与环境因子间的关系,为毛竹林节水灌溉提供理论参考。【方法】在试验毛竹林中选取10 m×20 m样地9块,设置3个伐桩注水处理CK(0个)、T1(12个)和T2(18个),测定各处理2年生立竹的光合蒸腾生理指标及各主要环境因子。【结果】①不同处理下毛竹净光合速率(P_n)与蒸腾速率(T_r)日变化趋势基本相同,均为单峰曲线,均无“光合午休”现象,净光合速率与蒸腾速率日变化均表现为T2>T1>CK。②各处理下毛竹水分利用效率(E_WUE)均为双峰曲线,随着注水伐桩数量的增加而降低,全天基本表现为CK>T1>T2。③不同处理下对毛竹净光合速率起最大直接作用的环境因子不同,CK处理为空气相对湿度(φ),T1和T2处理为光合有效辐射(R_PAR); 各处理下对毛竹蒸腾速率起最大直接作用的环境因子均为大气CO₂浓度(C_a)。④各处理下毛竹净光合速率和蒸腾速率的主要决定变量均为R_PAR; T1和T2处理下毛竹净光合速率、蒸腾速率的主要限制变量均分别为空气温度(t_a)、φ,而CK处理分别为φ、C_a。【结论】注水伐桩数量与毛竹净光速率和蒸腾速率正相关,而与水分利用效率负相关。增加注水伐桩能够显著提高毛竹的光合蒸腾能力,增加毛竹光合产物的积累,并且可以改变环境因子对毛竹净光合速率与蒸腾速率的影响作用。     

全国14个竹产区毛竹竹炭理化性质分析

【目的】分析相同制备条件下不同竹产区毛竹竹炭的性能,为全国竹产区毛竹林的分类经营及利用提供理论依据。【方法】在500 ℃条件下用管式炉对全国14个竹产区的毛竹竹秆热解,对比分析不同竹产区竹炭的部分理化性质。【结果】在500 ℃热裂解温度下全国14个竹产区毛竹竹炭得率为18.45%～30.43%、 pH为7.2～7.9、比表面积变化范围为4.48～73.5 m²/g; 不同地区毛竹竹炭中各元素含量都以碳为主,质量分数为70.93%～77.55%,碳氮比(C/N)为72.31～185.18; 14个竹产区竹炭表面基团种类大致相同,且在500 ℃热裂解温度下各竹产区竹炭维持了原始的管状空心结构,但孔隙结构发达程度各地区间差异较大。【结论】全国14个竹产区中贵州赤水地区毛竹烧制竹炭得率最高,浙江安吉地区竹炭滤液pH最高,福建武夷山地区竹炭比表面积最大,湖南东安地区竹炭碳氮比(C/N)最高,广西兴安地区竹炭元素种类最为丰富,包含了此次检测的所有元素种类(C、O、Na、Mg、Si、P、S、Cl、K、Ca、Mn、Cu、Zn、Fe)。在今后竹炭产业的发展过程中,有必要建立各竹产区竹炭理化性质参数数据库,在竹炭产业链延伸过程中,根据各地区竹炭的理化性质加以区别利用。     

PEG和GA3引发处理对老化毛竹种子理化特性的影响

【目的】研究聚乙二醇(PEG)和赤霉素(GA₃)引发处理对不同老化程度毛竹种子生理生化的影响,探寻提高毛竹种子活力的最佳处理方法。【方法】采用高温高湿法(温度40 ℃、相对湿度95%)模拟种子自然老化过程,筛选出不同活力水平的毛竹种子; 然后采用PEG和GA₃进行引发处理,测定其生理生化指标。【结果】随着毛竹种子老化程度加深,种子浸出液相对电导率、可溶性糖和MDA含量增加,可溶性蛋白质含量降低,超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)等保护酶活性降低,种子内源GA₃和吲哚乙酸(IAA)含量降低,脱落酸(ABA)含量升高,GA₃/ABA比值降低。而且,种子老化程度越深,种子活力提高越显著。与未引发处理相比,PEG和GA₃处理均显著降低毛竹种子浸出液相对电导率和MDA含量,降低膜脂过氧化水平,保护细胞膜的完整性,提高可溶性蛋白质含量,保护酶活性及GA₃和IAA含量,降低ABA含量,从而提高GA₃/ABA比值。【结论】适宜的PEG(质量分数为20%、20℃浸种24 h)和GA₃(质量浓度为500 mg/L、25℃浸种12 h)引发处理均能提高老化毛竹种子的活力水平,促进种子萌发,可为毛竹实生苗繁育提供参考和技术指导。     

外源GA3对毛竹实生苗新分蘖竹株秆形与 竹材纤维质量的影响

为探索竹类植物秆形生长机制,研究利用激素调控竹材纤维生长质量,采用不同质量浓度(0、20、40、60 mg/L)赤霉素(GA₃)处理毛竹实生苗,观察并测定处理后新分蘖竹株数量、秆形及竹材纤维质量变化情况。结果表明:毛竹实生苗叶面喷施不同浓度GA₃后,新分蘖竹株秆高、节间长和叶片数量均有极显著增加(P<0.01),20、40和60 mg/L GA₃处理实生苗新分蘖竹株秆高分别比对照(0 mg/L)增长0.56、1.19和1.21倍,平均节长度增加0.49、1.05和1.10倍,叶片数量增加35.61%、48.35%和38.68%; 新分蘖竹株数量、单株节数和地径在处理与对照之间无显著差异。伴随秆形变化,新分蘖竹株竹材纤维质量也有所改变。20、40和60 mg/L GA₃处理,明显增加了新分蘖竹株竹材纤维细胞长度,分别比对照增加13.17%、20.68%和21.46%; 但各处理对竹材纤维细胞的宽度作用不显著,从而使得处理后竹株竹材纤维的长宽比增加,有利于竹材纤维质量提升。另外发现,不同浓度GA₃处理对竹材纤维细胞的壁厚、腔径和纤维组织比量的影响不显著。分析认为,赤霉素处理能显著改善毛竹实生苗新分蘖竹株的竹材纤维质量,但对提高竹材纤维产量无显著作用。