当前课程知识点：植物纤维化学 > 第一章植物纤维的生物结构和细胞形态 > 1.2 木材的宏观结构 > 木材的宏观结构
第二节 木材的宏观结构
同学们好 上节课我们学习了植物纤维原料的形成与分类
我想大家对植物纤维已经有了初步的认识
在这些纤维原料中 木材类的纤维 是工业生产的重要原料
这节课我们将学习木材的宏观结构
研究木材原料的结构
是为了揭示不同原料构造上的共同性和相异性
以便我们对原料本质有更加深刻的认识
能够根据产品特征识别原料
通常 我们根据采用的观察工具和放大倍数
将原料的结构分为用肉眼或放大镜观察到的宏观结构特征
用普通光学显微镜观察的显微结构特征
以及使用电子显微镜观察到的超微结构特征
首先 我们来了解一下木材的三个切面
一 木材的三个切面
认识木材的结构特征 要通过三个切面 使用肉眼或放大镜观察
木材的三个切面包括横切面 径切面与弦切面
(1) 横切面
(1) 横切面
横切面是与树干的轴相垂直的切面
在这个切面上 可以看到木材的生长轮 心材和边材 早材和晚材
纤维细胞 木射线 薄壁组织 管孔 树脂道等 是木材识别的重要切面
(2) 径切面
（2）径切面是顺着树干长轴的方向
通过髓心与木射线平行或与生长轮相垂直的纵切面
在这个切面上可以看到相互平行的生长轮或年轮线
边材与心材的颜色 导管或导管纹理方向的排列
木射线的同型或异形 以及大量的纹孔等
(3) 弦切面
（3）弦切面是顺着树干长轴方向 与木射线垂直或与生长轮相平行
弦切面与径切面都是纵切面 但它们相互垂直
在弦切面上生长轮呈抛物线状 可以看到横向树脂道
大量木射线的横切面 还可测量木射线成列存在的高度和宽度
在弦切面上 可观察到纤维 导管的纵切面
二 木材的宏观构造特征
1. 树心和射线
树心 也称髓心 位于木材横切面的中心部位
它仅是木材中很小的一部分 体积极小 对制浆的意义不大
在横切面上 可看到自树心向树皮方向呈辐射状排列
颜色较浅的线条 这种线条被称为射线
由树心开始穿过木质部到达韧皮部的射线称为髓射线
有的射线在树木增粗时生成 起始于木质部 称为木射线
从径切面上看射线为浅色 垂直于年轮的平行短线
从弦切面上看 射线为颜色略深的短线或纺锤状斑点
2. 树皮
林业生产中 我们常把树干上木材以外的部分称为树皮
实际上 树皮可分为内皮和外皮两层
外皮由死细胞组成 内皮由活细胞组成
包括了形成层以外的整个韧皮部
3. 形成层 木质部
形成层是位于木材和树皮之间的薄层 是树木的分生组织
它含有两类原始细胞
一种是纺锤状原始细胞 它分裂产生管胞 纤维 导管 筛管等细胞
每年增生次生木质部 使树木不断加粗长高
另一种是射线原始细胞 呈长方形 分裂产生维管射线
构成树木的横向运输和储存组织
木质部是位于形成层和树心之间的部分 即树木的木材部分
4. 生长轮与年轮 早材与晚材
无论是针叶材还是阔叶材
在横切面上都可以看到许多围绕着髓心构成的同心圆
这是通过木材的形成层活动
在一个生长周期中所产生的次生木质部
在横切面上呈现一个围绕髓心的完整轮状结构
一个生长周期形成一圈 称为生长轮
温带和寒带生长的数目 随着一年四季气候的变化
一年仅有一个生长期 在横切面上形成一圈木质层 所以又称为年轮
树木的每个年轮由两部分组成 靠近树心部分的颜色较浅
是每年生长季节的前期 即春天和夏天生长出来的
因而称为早材或春材
年轮中靠近外圈颜色较深的部分是每年生长季节的后期
即秋天和冬天生长出来的 因此称为晚材或秋材
早材纤维腔大而壁薄 长度较短 树脂含量较低
颜色较浅 材质疏松 强度也较差
但纤维柔软 抄纸时纤维的结合力较大
晚材纤维则与早材相反 但单根纤维较为挺硬
未经打浆时成纸的紧度低 强度差
晚材在一个生长轮中所占的比例称为晚材率
晚材率的大小可以
作为衡量木材强度的重要指标
木材早晚材比例及其变化特点不同
会直接影响木材的物理性质 加工性能以及用途
5. 心材 边材
在木质部中 靠近树皮的外环部分称为边材
边材材质较软 孔道通常易于浸透
因而也易于蒸煮成浆 蒸煮时泡沫较少
纤维长度较大 是制浆造纸的好材料
当树木生长到一定年龄后
边材细胞内的原生质逐渐失去生理活性
被树脂 单宁 色素等物质填充而转化为颜色较深的心材
心材树脂含量高 浸透性差 制浆时药液渗透较困难
会影响蒸煮的均匀性 降低浆的质量
酸法制浆时容易产生树脂障碍及浸透不均匀的黑片现象
6. 管孔
导管细胞在横切面上所形成的针状小孔称为管孔
导管是绝大多数阔叶材所具有的输导组织 是阔叶材的宏观特征
因此 有无管孔是识别针叶材和阔叶材的重要特征
由于阔叶材管孔较大 在肉眼或放大镜下容易见到
因此称为有孔材 针叶木则称为无孔材
7. 树脂道
某些针叶材特有的宏观特征 用于储存树脂
树脂道中部的空腔是细胞间隙 由壁薄的分泌细胞环绕而成
根据树脂道的分布可分为轴向树脂道和径向树脂道
作为针叶材特有的结构特征
可根据树脂道的多少 大小来鉴别针叶材的种类
8. 维管组织
在种子植物的器官中 有以输导组织为主体
由输导 机械 薄壁等几种组织构成的复合组织 称为维管组织
某些维管组织在植物中分离形成一束 称为维管束
9. 轴向薄壁组织
树木中还有轴向薄壁组织
它们是由形成层原始细胞分裂所形成的薄壁细胞群
是边材储存养分的细胞
随着边材向心材转化 薄壁细胞会逐渐死亡
横切面上薄壁组织的清晰度和分布类型是识别阔叶材的重要依据
小结
本节课我们学习了木材的宏观结构
请同学们重点记忆木材三切面的概念
并在此基础上 掌握生长轮 早材与晚材 边材与心材的概念
能够根据环孔和树脂道判断针叶材 阔叶材
下节课我们将学习针叶材 阔叶材的显微构造
欢迎大家继续关注我们的课程
-绪论
--绪论
-讨论
-1.1 植物纤维原料形成与分类
-1.1 植物纤维原料形成与分类--作业
-1.2 木材的宏观结构
--木材的宏观结构
-1.2 木材的宏观结构
-1.3 针叶材与阔叶材的显微构造
-1.3 针叶材与阔叶材的显微构造--作业
-1.4 非木材原料的宏观与显微结构
-1.4 非木材原料的宏观与显微结构--作业
-1.5 纤维细胞壁超微结构
-1.5 纤维细胞壁超微结构--作业
-1.6 纤维形态学因素
-1.6 纤维形态学因素--作业
-讨论
-图文
-课程思政--中国文化自信案例1
--纸的故事（一）
-本章总结
-2.1 植物纤维原料的化学组成
-2.1 植物纤维原料的化学组成--作业
-2.2 与纤维素相关的概念及化学组成对制浆造纸的影响
-2.2 与纤维素相关的概念及化学组成对制浆造纸的影响--作业
-2.3 常用植物纤维原料的化学组成
-2.3 常用植物纤维原料的化学组成--作业
-讨论
-图文
-本章总结
-3.1水分存在形式
-3.1水分存在形式--作业
-3.2 水分对木材的影响
-3.2 水分对木材的影响--作业
-讨论
-图文
-课程思政——木材水分与干缩湿胀实例
-本章总结
-4.1木材提取物的定义、分类、结构和性质
-4.1木材提取物的定义、分类、结构和性质--作业
-4.2 芳香族化合物
-4.2 芳香族化合物--作业
-4.3 脂肪族化合物和无机物
-4.3 脂肪族化合物和无机物--作业
-4.4 提取物的分布、提取和分离
-4.4 提取物的分布、提取和分离--作业
-4.5 提取物对加工利用的影响
-4.5 提取物对加工利用的影响--作业
-讨论
-课程思政——提取物的高效利用实现绿水青山就是金山银山
--松脂采集
--松脂加工利用案例
-本章总结
-5.1糖化学基础
-5.1糖化学基础--作业
-5.2纤维素的存在、结构、性质
-5.2纤维素的存在、结构、性质--作业
-5.3纤维素物理结构
-5.3纤维素物理结构--作业
-5.4纤维素晶体结构
-5.4纤维素晶体结构--作业
-5.5纤维素结晶度及测定方法
-5.5纤维素结晶度及测定方法--作业
-5.6 纤维素润胀、溶解
-5.6 纤维素润胀、溶解--作业
-5.7 纤维素双电层及热解
-5.7 纤维素双电层及热解--作业
-5.8 纤维素酸水解和碱降解
-5.8 纤维素酸水解和碱降解--作业
-5.9 纤维素的氧化
-5.9 纤维素的氧化--作业
-5.10 纤维素酶降解
-5.10 纤维素酶降解--作业
-5.11纤维素酯化
-5.11纤维素酯化--作业
-5.12 纤维素醚化
-5.12 纤维素醚化--作业
-5.13纤维素接枝共聚与交联
-5.13纤维素接枝共聚与交联--作业
-5.14纤维素物理改性
-5.14纤维素物理改性--作业
-5.15细菌纤维素
-5.15细菌纤维素--作业
-讨论1
-讨论2
-图文
-拓展学习资料
--纸张结构
--纤维角质化定义
--纤维角质化机理
-课程思政--文化自信案例2（中国古名纸）
-课程思政——国家能源战略：生物质能源
-课程思政——文化自信案例3（纤维素与纺织）
-本章总结
-思维导图
-6.1半纤维素的命名、存在
-6.1半纤维素的命名、存在--作业
-6.2半纤维素提取
-6.2半纤维素提取--作业
-6.3半纤维素分离及糖基测定
-6.3半纤维素分离及糖基测定--作业
-6.4半纤维素的化学性质
-6.4半纤维素的化学性质--作业
-6.5半纤维素与纸张的关系
-6.5半纤维素与纸张的关系--作业
-6.6半纤维素利用
-6.6半纤维素利用--作业
-讨论
-图文
-拓展学习-功能性低聚糖
--功能性低聚糖
--常见功能性低聚糖
--木糖醇的食用
-本章总结
-7.1 绪论-木素的研究现状
-7.1 绪论-木素的研究现状
-7.2 木素的存在及其生物合成
-7.2 木素的存在及其生物合成--作业
-7.3 木素概念及化学结构
-7.3 木素概念及化学结构
-7.4 木素的分离
-7.4 木素的分离--作业
-7.5 木素碳水化合物复合体
-7.5 木素碳水化合物复合体
-7.6 木素化学结构的研究方法
-7.6 木素化学结构的研究方法
-7.7 木素的紫外及红外光谱
-7.7 木素的紫外及红外光谱
-7.8 木素的显色反应
-7.8 木素的显色反应
-7.9 木素化学结构与化学反应的关系
-7.9 木素化学结构与化学反应的关系
-7.10 木素的亲核反应1-氢氧化钠脱木素
-7.10 木素的亲核反应1-氢氧化钠脱木素
-7.11 木素的亲核反应2-硫酸盐法脱木素
-7.11 木素的亲核反应2-硫酸盐法脱木素
-7.12 木素的亲核反应3-亚硫酸盐法脱木素
-7.12 木素的亲核反应3-亚硫酸盐法脱木素
-7.13 木素的亲电反应
-7.13 木素的亲电反应
-7.14 木素的物理性质及特性
-7.14 木素的物理性质及特性
-7.15 木素的利用
-7.15 木素的利用
-讨论1
-讨论2
-图文
-植物纤维化学实验资料
--植物纤维化学实验
-课程思政——文化自信案例3：中国造纸技术的贡献
-本章总结
-考试
