高地鉤葉藤和大鉤葉藤維管束與導(dǎo)管變異研究

張菲菲，李 擔(dān)，汪佑宏，季必超，薛 夏，張利萍，劉亞梅

棕櫚藤(Rattan)屬棕櫚科(Palmae或Arecace- ae)省藤亞科(Calamoideae)省藤族(Calameae)，天然分布于東半球的熱帶地區(qū)及鄰近地區(qū)。其明顯的特征是攀援，莖外部常常包被有刺葉鞘。

棕櫚藤材是可再生非木材林產(chǎn)品之一，具有很高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和使用價(jià)值，僅次于木材和竹材。其藤莖素有“藤條”之稱，外觀像竹子，莖為實(shí)心。在相同的立地條件下，同種藤的直徑變異很小，但節(jié)間長(zhǎng)度變異很大［1］。藤莖富含纖維，質(zhì)地柔韌，抗拉、抗彎強(qiáng)度大，是編織藤質(zhì)家具和工藝品的重要原料，占據(jù)很大的市場(chǎng)［2-4］。

高地鉤葉藤(Plectocomia himalayana)為棕櫚科省藤亞科鉤葉藤屬，屬于攀援、叢生的藤類。在我國(guó)主要分布于云南一些海拔在1 450～1 800 m的箐溝、竹林、山地常綠闊葉林中;在國(guó)外主要分布在不丹、印度、尼泊爾、老撾、泰國(guó)。其藤莖質(zhì)地較粗糙，一般用于編織較粗糙的藤器或柵欄用［5-6］。目前，有關(guān)高地鉤葉藤的材性的研究報(bào)道很少［7］，其物理力學(xué)性能、化學(xué)成分和纖維形態(tài)等材性方面均需要研究。

大鉤葉藤(Plectocomia assamica)屬于鉤葉藤屬，藤莖粗大(9～14 cm)，我國(guó)分布于云南南部和東南部局部地區(qū)，國(guó)外僅在勐臘馬關(guān)境內(nèi)海拔820～1 230 m的次生林中以及印度、緬甸北部有分布［8-9］。其藤莖質(zhì)脆，目前很少利用。

目前對(duì)高地鉤葉藤和大鉤葉藤的利用之所以很少，主要是由于對(duì)其性質(zhì)和結(jié)構(gòu)的了解不夠。棕櫚藤的功能主要取決于維管束及其周圍的維管束鞘［10］。維管束散生于基本薄壁組織中，其分布密度對(duì)藤莖的堅(jiān)韌程度影響很大，導(dǎo)管孔徑的大小和形狀還對(duì)水分的流動(dòng)性有著顯著的影響，同時(shí)導(dǎo)管孔徑的大小也影響著藤材的韌性，是選擇優(yōu)良品種的主要依據(jù)［11-13］。有學(xué)者對(duì)高地鉤葉藤和大鉤葉藤的組織比量、力學(xué)性能的研究，尚莉莉［14］將其與瑪瑙省藤材進(jìn)行比較表明，大鉤葉藤材的材性較差，直接應(yīng)用不能滿足商業(yè)化利用的要求，需對(duì)其進(jìn)行改性研究，本研究針對(duì)高地鉤葉藤和大鉤葉藤維管束與導(dǎo)管，為其材性和改性的研究提供理論基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 材料

試驗(yàn)所用大鉤葉藤采自云南盈江縣，高地鉤葉藤采自云南省梁河縣。齊根砍伐3株生長(zhǎng)健康的野生高地鉤葉藤、大鉤葉藤，并剝?nèi)ネ鈱訋Т痰奶偾?。整藤氣干后分別在藤莖的基部、2 m處、中部和梢部截取若干個(gè)試塊備用(試塊長(zhǎng)1～2 cm)。

試驗(yàn)儀器:101-1EBS型電熱鼓風(fēng)干燥箱，上海科恒實(shí)業(yè)發(fā)展有限公司;DZF-1B型真空干燥箱，上?？坪銓?shí)業(yè)發(fā)展有限公司;KD-1508A型切片機(jī)，浙江省金華市科迪儀器設(shè)備有限公司。

1.2 方法

試樣進(jìn)行密度分析后，進(jìn)行微波軟化，然后把軟化的材料進(jìn)行聚乙二醇(Polyethylene glycol)包埋。將冷卻的包埋塊表面多余的聚乙二醇固體削除后用旋轉(zhuǎn)式切片機(jī)切取厚度為35 μm左右的橫切面切片。使用Leica CW4000自動(dòng)成像系統(tǒng)測(cè)量導(dǎo)管的直徑以及維管束的徑向和弦向直徑，并采用計(jì)點(diǎn)法(網(wǎng)格法)測(cè)量導(dǎo)管與維管束的密度［15-16］。每個(gè)指標(biāo)統(tǒng)計(jì)30組后計(jì)算相應(yīng)密度與直徑的平均值。

2 結(jié)果與分析

2.1 維管束解剖特征徑向變異結(jié)果分析

高地鉤葉藤和大鉤葉藤維管束解剖特征徑向分布見圖1?？梢钥闯?，藤皮、藤中到藤芯，高地鉤葉藤維管束密度分別為 5.586、1.776 個(gè)·mm－2和1.243個(gè)·mm－2，大鉤葉藤的維管束密度分別為4.819、1.951 個(gè)·mm－2和 1.208 個(gè)·mm－2，均呈現(xiàn)逐漸降低的變化趨勢(shì)，這與對(duì)黃藤的研究結(jié)果一致［17］。高地鉤葉藤和大鉤葉藤維管束密度均值分別為2.87個(gè)·mm－2和 2.66 個(gè)·mm－2，前者比后者高 7.9%，經(jīng) F檢驗(yàn)，在0.05水平上差異不顯著(表1)。

藤皮、藤中到藤芯，高地鉤葉藤維管束徑向直徑分別為 466.208、678.742 μm 和 664.815 μm，呈先增大后減小的變化趨勢(shì);大鉤葉藤維管束徑向直徑分別為 541.414、665.954 μm 和 715.111 μm，呈現(xiàn)遞增的趨勢(shì)。其中高地鉤葉藤和大鉤葉藤維管束徑向直徑均值分別為 603.23 μm 和 640.83 μm，前者比后者低6.2%，經(jīng)F檢驗(yàn)，在0.05水平上差異不顯著。

藤皮、藤中到藤芯，高地鉤葉藤維管束弦向直徑分別為 355.587、501.291 μm 和 497.925 μm，呈先增后減的變化趨勢(shì)，大鉤葉藤維管束弦向直徑分別為433.888、510.251 μm 和 542.916 μm，呈現(xiàn)遞增趨勢(shì)。高地鉤葉藤和大鉤葉藤維管束弦向直徑平均值分別為 451.60 μm 和 495.69 μm，前者比后者低 9.8%，經(jīng)F檢驗(yàn)，在0.05水平上差異不顯著。

2.2 導(dǎo)管解剖特征徑向變異結(jié)果分析

高地鉤葉藤和大鉤葉藤導(dǎo)管解剖特征徑向分布見圖2。可以看出，藤皮、藤中到藤芯，高地鉤葉藤導(dǎo)管密度分別為 7.356、1.868 個(gè)·mm－2和 1.636 個(gè)·mm－2，大鉤葉藤導(dǎo)管密度分別為 5.268、1.945 個(gè)·mm－2和 1.237 個(gè)·mm－2，均呈現(xiàn)逐漸減小的變化趨勢(shì)。高地鉤葉藤和大鉤葉藤導(dǎo)管密度均值分別為3.62 個(gè)·mm－2和 2.82 個(gè)·mm－2，前者比后者高 28.5%，經(jīng)F檢驗(yàn)在0.05水平上差異顯著(表1)。

藤皮、藤中到藤芯，高地鉤葉藤導(dǎo)管直徑分別為145.942、260.196 μm 和 250.845 μm，大鉤葉藤導(dǎo)管直徑分別為 184.713、292.596 μm 和310.063 μm，高地鉤葉藤呈現(xiàn)先增大后減小的變化趨勢(shì)，大鉤葉藤呈現(xiàn)遞增的變化趨勢(shì)。高地鉤葉藤和大鉤葉藤導(dǎo)管直徑均值分別為 219.00 μm 和 262.46 μm，前者比后者低19.8%，經(jīng)F檢驗(yàn)在0.05水平上差異不顯著(表1)。

圖1 高地鉤葉藤(左)與大鉤葉藤(右)維管束徑向分布Fig.1 The radical variation of vascular bundle of P.himalayana(left)and P.assamica(right)

圖2 高地鉤葉藤(左)與大鉤葉藤(右)導(dǎo)管徑向分布Fig.2 The radical variation of vessel of P.himalayana(left)and P.assamica(right)

表1 大鉤葉藤和高地鉤葉藤維管束、導(dǎo)管徑向變異及F檢驗(yàn)Table 1 The radical variation of vascular bundle and ducts and F－test of P.assamica and P.himalayana

2.3 維管束與導(dǎo)管直徑軸向變異結(jié)果分析

高地鉤葉藤和大鉤葉藤維管束直徑與導(dǎo)管直徑軸向分布見圖3?？梢钥闯?，高地鉤葉藤維管束徑向直徑為梢部＞基部＞2 m處＞中部，隨著軸向高度的增加，在 591.741～629.405 μm 的變化范圍內(nèi)呈現(xiàn)先減小后增大的變化趨勢(shì);大鉤葉藤的維管束徑向直徑為中部＞梢部＞2 m處＞基部，呈先增大后減小的變化趨勢(shì)，變化范圍在 633.520～710.699 μm。F檢驗(yàn)在0.05水平上差異不顯著(表2)。

高地鉤葉藤維管束弦向直徑為梢部＞2 m處＞基部＞中部，呈先減小后增大的變化趨勢(shì)，變化范圍425.662～457.337 μm;大鉤葉藤維管束弦向直徑為2 m處＞基部＞梢部＞中部，呈先增大后減小的變化趨勢(shì)，變化范圍在 485.723～536.415 μm。經(jīng) F 檢驗(yàn)在0.05水平上差異顯著(表2)。

高地鉤葉藤導(dǎo)管直徑為梢部＞2 m處＞中部＞基部，呈逐步遞增的變化趨勢(shì)，變化范圍在198.170～241.950 μm;大鉤葉藤導(dǎo)管直徑為中部＞基部＞梢部＞2 m處，呈先增大后減小的變化趨勢(shì)，變化范圍在262.457～304.975 μm。經(jīng) F 檢驗(yàn)在 0.05 水平上差異不顯著(表2)。

2.4 維管束與導(dǎo)管密度軸向變異結(jié)果分析

高地鉤葉藤和大鉤葉藤維管束與導(dǎo)管密度軸向分布見圖4。可以看出，高地鉤葉藤維管束密度為基部＞中部＞2 m 處＞梢部，呈“降-增-降”起伏式變化，變化范圍在 2.592～3.235 個(gè)·mm－2;大鉤葉藤維管束密度為基部＞2 m處＞梢部＞中部，呈先減小后增大的變化趨勢(shì)，2.093～2.725 個(gè)·mm－2。經(jīng) F 檢驗(yàn)在0.01水平上差異極顯著(表2)。

圖3 高地鉤葉藤(左)與大鉤葉藤(右)維管束和導(dǎo)管尺寸軸向分布Fig.3 The axial variation of vascular bundle radial and duct diameter of P.himalayana(left)and P.assamica(right)

表2 大鉤葉藤和高地鉤葉藤維管束、導(dǎo)管軸向變異及F檢驗(yàn)Table 2 The axial variation of vascular bundle and ducts and F-test of P.assamica and P.himalayana

圖4 高地鉤葉藤(左)與大鉤葉藤(右)維管束和導(dǎo)管密度軸向分布Fig.4 The axial variation of vascular bundle radial and duct density of P.himalayana(left)and P.assamica(right)

高地鉤葉藤導(dǎo)管密度為基部＞中部＞2 m處＞梢部，與維管束密度的變化規(guī)律相同，也呈“降-增-降”起伏式的變化，3.492～4.037 個(gè)·mm－2;大鉤葉藤導(dǎo)管密度為基部＞2 m處＞梢部＞中部，也與維管束密度的變化規(guī)律相同，呈現(xiàn)先減小后增大的變化趨勢(shì)，2.343～3.072 個(gè)·mm－2。經(jīng) F 檢驗(yàn)在 0.05 水平上差異不顯著(表2)。

3 結(jié)論與討論

從藤皮至藤芯2種藤材維管束與導(dǎo)管特征的徑向變化中，高地鉤葉藤和大鉤葉藤的維管束徑向直徑、維管束弦向直徑、導(dǎo)管直徑、維管束密度和導(dǎo)管密度呈現(xiàn)不同的變化趨勢(shì);經(jīng)F檢驗(yàn)，2種藤材導(dǎo)管的密度在0.01水平上差異極顯著。高地鉤葉藤和大鉤葉藤間維管束與導(dǎo)管特征的這種差異，除與藤種相關(guān)外，還與其在徑向的位置等存在必然的聯(lián)系;因此在選擇藤種加以利用時(shí)，可根據(jù)其構(gòu)造特征差異(如維管束密度大，其力學(xué)強(qiáng)度往往也較大)來進(jìn)行;此外，生產(chǎn)上也常常把藤莖分成藤皮、藤芯進(jìn)行加工利用。

隨著藤材軸向高度的升高(即隨著藤齡的減小)，高地鉤葉藤、大鉤葉藤維管束徑向直徑、弦向直徑、導(dǎo)管直徑、維管束密度和導(dǎo)管密度呈現(xiàn)出不同的變化趨勢(shì)。其最大值、最小值先后出現(xiàn)在梢部、中部、2 m處及基部，經(jīng)F檢驗(yàn)，2種藤材維管束弦向直徑在0.05水平上差異顯著，維管束密度在0.01水平上差異極顯著。造成這種結(jié)果的原因，主要是取材的部位不同，藤材對(duì)應(yīng)的藤齡也不同造成的;一般藤齡大，其材性也較好，因此，生產(chǎn)上一般都去除藤莖的梢部、不進(jìn)行加工利用的。