越南紅藤、小白藤和瑪瑙省藤的主要解剖特性1)

吳明山汪佑宏徐斌武恒涂道伍 江澤慧費本華劉杏娥田根林

(安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)，合肥，230036) (國際竹藤中心)

越南紅藤、小白藤和瑪瑙省藤的主要解剖特性1)

吳明山汪佑宏徐斌武恒涂道伍 江澤慧費本華劉杏娥田根林

(安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)，合肥，230036) (國際竹藤中心)

為提高棕櫚藤材的高附加值加工利用水平，選擇了越南紅藤、小白藤和瑪瑙省藤為研究對象，采用顯微圖像分析方法，對其組織比量、纖維、維管束及后生木質(zhì)部大導(dǎo)管等解剖特征進行了研究。結(jié)果表明：瑪瑙省藤的纖維和導(dǎo)管的比量最多，分別為24.9%、33.3%?，旇√俚木S管束尺寸最大，徑向尺寸和弦向尺寸分別為754.378、739.835 μm；小白藤的最小，其值分別為348.027、319.348 μm，各藤材維管束弦向尺寸均小于徑向尺寸?，旇√俚膶?dǎo)管尺寸同樣最大，為380.505 μm。紅藤的纖維最長，為1 246.802 μm；小白藤最短，為734.856 μm；小白藤和紅藤的纖維長寬比均大于54，腔徑比小于0.75，壁腔比小于1，適合作為造紙原料。F檢驗結(jié)果表明，瑪瑙省藤兩樣本之間的維管束、導(dǎo)管尺寸，以及纖維腔徑、腔徑比、壁腔比均存在極顯著差異。

紅藤；小白藤；瑪瑙省藤；解剖特性

For improving the level of high value-added processing and utilization level of rattan material, we choseD.margaritae,C.balansaeanusandC.mannaof Vietnam to study their anatomical characteristics including tissue proportion, fiber, vascular bundle and metaxylem vessel with the microscopic image analysis method. The fiber proportion and vessel proportion ofC.mannawere 24.9% and 33.3%, respectively, and both of them were the largest among all the tissue proportions. The vascular bundle ofC.mannawas the biggest and that ofC.balansaeanuswas the smallest one, and the radical and tangential sizes ofC.mannavascular bundle were 754.378 and 739.835 μm, while that ofC.balansaeanuswere 348.027 μm and 319.348 μm, respectively. All the radical sizes were bigger than the tangential sizes of vascular bundles. The metaxylem vessel diameter ofC.mannawas the biggest, 380.505 μm. The fiber ofD.margaritaewas 1246.802 μm and the longest, while that ofC.balansaeanuwas 734.856 μm and the shortest. The length-width ratio ofD.margaritaeandC.balansaeanuswere more than 54, and both the lumen-width ratio and the cell wall-lumen ratio of them were less than 0.75 and 1, so bothD.margaritaeandC.balansaeanuswere suitable for papermaking raw material. By F-test, there were highly significant differences between the twoC.mannasamples in the vascular bundle size, metaxylem vessel size, and the lumen diameter, lumen-width ratio and cell wall-lumen ratio of fiber.

棕櫚藤(rattan)屬棕櫚科(Palmae)省藤亞科(Calamoideae)省藤族(Calameae)植物，是熱帶森林寶庫中重要的，具有多用途的，僅次于木、竹材的可再生非木材資源?，F(xiàn)已確認，全世界共有棕櫚藤13屬600余種，主要分布于亞洲熱帶地區(qū)。20世紀(jì)70年代以來，國際藤家具工業(yè)和貿(mào)易迅速發(fā)展，形成數(shù)十億美元的國際市場，對地區(qū)經(jīng)濟和社會發(fā)展起著舉足輕重的作用[1-2]。然而，研究表明：在這600余種棕櫚藤中，有117種已經(jīng)在一定程度上受到威脅，其中21種將要絕種，38種易受傷害，28種已非常稀罕，30種未能確定是否還存在[3]。由于制藤工業(yè)所需原料賴于生存的熱帶原始林遭到長期過度采伐，面積逐年減少，致使棕櫚藤資源日趨枯竭，某些優(yōu)良藤種面臨絕種，危及資源的可持續(xù)利用，嚴(yán)重制約藤工業(yè)和貿(mào)易的發(fā)展，已引起社會的嚴(yán)重關(guān)注。相關(guān)國家把棕櫚藤列為重點科研項目，開展物種資源調(diào)查和保護、主要商品藤種生態(tài)生物學(xué)特性、繁育和栽培技術(shù)及藤材特性和利用的研究，近10年來，研究取得了顯著進展[4-10]。

藤材的性能、加工利用與其解剖結(jié)構(gòu)密切相關(guān)，藤材的基本解剖特性對其歸類、開發(fā)利用和加工改性等具有重要的指導(dǎo)作用[11-12]。以往在藤材解剖特性研究這方面，多局限于黃藤、單葉省藤、白藤等藤種。對于越南紅藤、越南小白藤、瑪瑙省藤等國外藤的解剖特性研究，卻鮮有報道。本課題研究了越南紅藤、越南小白藤、瑪瑙省藤的主要解剖特性，以期能為這3種藤材的利用和開發(fā)提供可靠的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

實驗所用的越南紅藤(Daemonoropsmargaritae)、越南小白藤(Calamusbalansaeanus)、瑪瑙省藤(Calamusmanna)購于廣東，生長狀態(tài)良好，無病蟲害。

1.2 方法

越南小白藤、越南紅藤、瑪瑙省藤各2株，每株藤材隨機截取節(jié)間的一塊試樣，使用常規(guī)的水煮法將其軟化，用滑走式切片機切片。在Leica CW4000自動成像系統(tǒng)顯微鏡下觀察，用Mias圖像分析軟件測量維管束的尺寸及密度、纖維的寬度及腔徑、后生木質(zhì)部大導(dǎo)管的尺寸、密度；另取試塊，用V(H2O2)∶V(CH3COOH)=1∶1的混合液在80 ℃下離析，按上述方法測量纖維長度，各指標(biāo)分別測得30個數(shù)據(jù)做統(tǒng)計平均。應(yīng)用體視學(xué)原理，組織比量采用5×5計點法測試所得[13]。采用Excel和SPSS軟件進行統(tǒng)計分析。

2 結(jié)果與分析

藤外側(cè)為藤皮，內(nèi)側(cè)為藤肉，藤肉由維管束和基本組織組成，與竹相似。取出各藤種樣品的切片拍照。圖1為各藤種的纖維局部圖。

圖1 各藤種纖維局部圖(400倍)

2.1 組織比量

藤材組織比量的差異決定其工藝特性的不同。纖維細胞的數(shù)量與輸導(dǎo)組織成分的比例狀況對藤材韌性有重要影響，藤材的塑性變形受薄壁細胞含量影響，藤材的抗拉、抗壓強度和彈性模量與其密度或纖維比量顯著正相關(guān)，與其薄壁組織比量顯著負相關(guān)[14]。藤莖各層次的纖維含量對其利用價值有重要影響。在藤莖中，纖維起主要的機械支撐作用，纖維比量在相當(dāng)程度上指示藤莖力學(xué)性能的強弱[15]。

表1是越南紅藤、小白藤、瑪瑙省藤的組織比量?？芍?，各藤材均表現(xiàn)為篩管比量<纖維比量<導(dǎo)管比量<薄壁細胞比量。其中，瑪瑙省藤的纖維比量最多，越南紅藤最少。導(dǎo)管部分，瑪瑙省藤最多，越南小白藤最少。而篩管部分，3種藤比較接近，均在5.5%左右。薄壁細胞部分，越南小白藤與越南紅藤比較接近，均在53%左右；而瑪瑙省藤最低，為36.267%。因此，瑪瑙省藤的抗拉、抗壓強度和韌性都比其余兩種藤材好，利用價值最高。

表1 藤材組織比量 %

注：表中數(shù)字為平均值±標(biāo)準(zhǔn)差。

2.2 維管束

維管束由木質(zhì)部、韌皮部和纖維組成。維管束分布密度對藤莖堅韌程度有重要影響[14]。表2是各藤材的維管束尺寸和分布密度總體均值及其兩樣本之間進行差異分析算出的F檢驗值。可知，瑪瑙省藤的維管束尺寸最大，徑向和弦向尺寸分別為754.378、739.835 μm，分布密度最小，為5.7個/mm2；越南小白藤的維管束尺寸最小，徑向尺寸和弦向尺寸分別為348.027、319.348 μm，分布密度最大，達到了20.3個/mm2，越南紅藤則介于兩者之間。各藤材維管束弦向尺寸均小于徑向尺寸，分布密度與維管束尺寸呈負相關(guān)。

表2中的F檢驗結(jié)果表明，越南紅藤兩樣本之間徑向尺寸無明顯差異，弦向尺寸差異極顯著。同樣，越南小白藤兩樣本之間徑向尺寸和密度也無明顯差異，弦向尺寸差異顯著。而瑪瑙省藤徑向尺寸與弦向尺寸均差異極顯著，密度也存在顯著差異，原因可能與藤齡、軸向取樣位置有關(guān)。

2.3 纖維

纖維細胞壁厚度、纖維比率等對藤材密度、初含水率和體積干縮率有重要影響[16]。3種藤材的纖維長度、寬度、腔徑和雙壁厚的測試結(jié)果表明：越南紅藤的纖維最長，瑪瑙省藤次之，越南小白藤最短，只有734 μm；瑪瑙省藤的纖維最寬，越南紅藤次之，越南小白藤最窄；越南紅藤的腔徑最大，越南小白藤次之，瑪瑙省藤最小，只有4.83 μm；瑪瑙省藤的雙壁厚最大，達到了14.12 μm，遠超過5 μm左右的越南紅藤和越南小白藤(表3)。

與竹材纖維相比[17]，越南紅藤、越南小白藤和瑪瑙省藤都表現(xiàn)為長度較短、寬度較窄、長寬比較低。表3中的結(jié)果表明：越南小白藤和越南紅藤的纖維長寬比均大于54，腔徑比小于0.75，壁腔比小于1，從造紙工業(yè)角度講是適合作為造紙原料的[18]。F檢驗結(jié)果可知，除了越南紅藤的纖維寬度差異顯著和瑪瑙省藤的纖維腔徑、腔徑比、壁腔比差異極顯著以外，其余各項指標(biāo)均無明顯差異。

表2 維管束尺寸、分布密度及其F檢驗

注：表中數(shù)字為平均值±標(biāo)準(zhǔn)差；F值右邊的符號為差異顯著性，** 為p<0.01，*為p<0.05，N.S為p>0.05。

表3 纖維尺寸及其F檢驗

藤 種長寬比長度比F值腔徑比腔徑比F值壁腔比壁腔比F值越南紅藤74.31±31.253.300N.S0.69±0.110.230N.S0.45±0.270.108N.S越南小白藤54.85±27.990.997N.S0.63±0.100.836N.S0.59±0.291.171N.S瑪瑙省藤55.92±30.480.022N.S0.25±0.0632.455**2.92±1.0332.916**

注：表中數(shù)字為平均值±標(biāo)準(zhǔn)差；F值右邊的符號為差異顯著性，** 為p<0.01，*為p<0.05，N.S為p>0.05。

2.4 后生木質(zhì)部大導(dǎo)管

后生木質(zhì)部導(dǎo)管分子直徑對藤莖的堅韌程度影響較大，特別是大型導(dǎo)管分子孔徑的尺寸對韌性有重要影響[15]。由表4可知，瑪瑙省藤的導(dǎo)管尺寸最大，徑向尺寸和弦向尺寸分別為386、374 μm，分布密度最小，為5.5個/mm2；越南小白藤導(dǎo)管尺寸最小，徑向和弦向尺寸分別為171、163 μm，分布密度最大，達到了20.3個/mm2；越南紅藤的導(dǎo)管尺寸和分布密度，介于前兩者之間。分布密度與導(dǎo)管尺寸呈負相關(guān)。

表4同時也列出了各藤材后生木質(zhì)部大導(dǎo)管尺寸在雙樣本之間的F檢驗比較。除了越南小白藤的徑向尺寸和瑪瑙省藤的徑向尺寸、弦向尺寸為差異極顯著，瑪瑙省藤的導(dǎo)管密度存在顯著差異以外，其余各項指標(biāo)均無明顯差異。

表4 后生木質(zhì)部大導(dǎo)管尺寸、分布密度及其F檢驗

注：表中數(shù)字為平均值±標(biāo)準(zhǔn)差；F值右邊的符號為差異顯著性，** 為p<0.01，*為p<0.05，N.S為p>0.05。

3 結(jié)論

各藤材之間的組織比量存在明顯差異，瑪瑙省藤的纖維和導(dǎo)管比量最多，分別為24.9%和33.3%。越南紅藤薄壁細胞比量最多，為54.7%。3種藤的篩管比量比較接近，均在5.5%左右?，旇√俚目估?、抗壓強度和韌性都比其余兩種藤材好，利用價值最高。

瑪瑙省藤的維管束和導(dǎo)管尺寸最大，維管束徑向和弦向尺寸分別為754.378、739.835 μm，導(dǎo)管平均直徑為380.505 μm；越南小白藤最小，維管束徑向和弦向尺寸分別為348.027、319.348 μm，導(dǎo)管平均直徑為166.818 μm。相反，瑪瑙省藤的維管束和導(dǎo)管分布密度最小，分別為5.7、5.5個/mm2；越南小白藤的最大，均達到了20.3個/mm2。從樣本數(shù)據(jù)來看，各藤材分布密度與維管束尺寸呈負相關(guān)。

越南紅藤的纖維和腔徑均最大，分別為1246.802、11.574μm?，旇√俚膶挾群碗p壁厚最大，分別為18.949、14.120μm。越南紅藤和越南小白藤的雙壁厚遠小于瑪瑙省藤，僅為5μm左右。越南小白藤和越南紅藤的纖維長寬比均大于54，腔徑比小于0.75，壁腔比小于1，從造紙工業(yè)角度講是適合作為造紙原料的。

F檢驗結(jié)果表明，瑪瑙省藤兩樣本之間的維管束尺寸及密度、后生木質(zhì)部大導(dǎo)管尺寸，以及纖維腔徑、腔徑比、壁腔比均存在極顯著差異，這可能與試材的藤齡或軸向取樣位置有關(guān)。

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Main Anatomical Features ofDaemonoropsmargaritae,CalamusbalansaeanusandCalamusmannain Vietnam

Wu Mingshan, Wang Youhong, Xu Bin, Wu Heng, Tu Daowu(Anhui Agricultural University, Hefei 230036, P. R. China); Jiang Zehui, Fei Benhua, Liu Xing’e, Tian Genlin(International Centre for Bamboo and Rattan)/Journal of Northeast Forestry University，2015,43(2)：63-65,74.

Daemonoropsmargaritae;Calamusbalansaeanus;Calamusmanna; Anatomical features

1) “十二五”國家科技計劃課題項目(2012BAD23B010401)。

吳明山，男，1991年2月生，安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)林學(xué)與園林學(xué)院，碩士研究生。E-mail：mingshan910202@qq.com。

汪佑宏，安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)林學(xué)與園林學(xué)院，教授。E-mail：wangyh@ahau.edu.cn。

2014年6月23日。

Q949.715；S718.47

責(zé)任編輯：戴芳天。