木材生產
木本植物: 蕨類植物
種子植物—裸子植物
--被子植物—單子葉
--雙子葉
*蕨類植物不生產”商品”木材
*裸子植物:蘇鐵目(蘇鐵目的桿莖不能做商品用)、銀杏目、松柏目、買麻藤木
*針葉材:一般情況下是由銀杏目和松柏目的針葉樹生產的
*闊葉材:通常是雙子葉植物的闊葉材生產的
樹木是由樹根、樹幹、樹冠 構成
樹木由外而內可分為 韌皮部 形成層 木質部
運輸
韌皮部
韌皮部由形成層向外分為 內皮、周皮、外皮、表皮,內皮的韌皮的韌皮部各層
*縱向輸送:
內皮的篩胞或篩管把芽和葉製造的糖分和養分從樹冠通過樹幹向下輸送。(篩胞為針葉樹韌皮部上的一細胞,篩管為闊葉樹韌皮部上的一細胞)
*橫向輸送:
內皮的 木質線薄壁細胞 和 韌皮部薄壁細胞 為活細胞,把養分輸送到樹幹的徑向或儲存起來
木質部
木質部分為 邊材、中間材、心材、髓
*縱向運輸:邊材有中空的管胞或導管(闊葉樹為導管,針葉樹為管胞),把從根部吸收到的水分通過樹幹向上運輸到樹冠的樹葉
*橫向運輸:邊材的 木質線薄壁細胞 和 縱向薄壁細胞 為活細胞,把水分輸送到樹幹的徑向或儲存起來
木質部的心材與韌皮部的外皮都沒有活細胞,韌皮部和木質部活著的薄壁細胞離開形成層越遠活力就越衰減,到一定年齡時細胞就會死亡,木質部的薄壁細胞死亡時,多數產生有色的心材成分,使心材帶上顏色
木質部構造分子
木質部主要組織為:疏導組織、儲藏組織、機械組織
木質部主要構成分子為 縱向纖維狀細胞(針葉樹的管胞,闊葉樹的 韌型木纖維和 纖維狀管胞),一般稱 木纖維
闊葉材: 木纖維(韌形木纖維 或 纖維狀管胞) 占木質部25%~70%,平均占50%
針葉材: 木纖維(管胞)約占木質部95%
針葉材: 管胞、 縱向薄壁細胞、木質線薄壁細胞、木質線管胞
闊葉材: 導管、管胞、纖維狀管胞、韌形木纖維、縱向薄壁細胞、木質線薄壁細胞
針葉材:
早材的管胞: 疏導作用
晚材的管胞: 機械支持作用
縱向薄壁細胞: 儲存和分泌作用,數量較闊葉材少
木質線薄壁細胞: 徑向疏導養分和水分 及 儲藏作用
木質線管胞: 有些樹種具有木質線管胞,專門負責徑向水分疏導
闊葉材:
導管: 水分疏導作用,闊葉材皆有導管,但少數例外
管胞: 輔助導管水分疏導作用
纖維狀管胞 或 韌形木纖維: 任何一種成為木質部的主要部分,專門機械支持作用
縱向薄壁細胞: 主要為儲藏養分,數量較針葉材多
木質線薄壁細胞: 在樹體的徑向起疏導和儲藏作用
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針葉材 |
闊葉材 |
導管 |
沒有 (少數例外) |
有 (少數例外) |
管胞 |
有 |
有 |
縱向薄壁細胞 |
有 |
有 |
木質線薄壁細胞 |
有 |
有 |
木質線管胞 |
有些有 |
沒有 |
纖維狀管胞 |
沒有 |
有 |
韌形木纖維 |
沒有 |
有 |
共同特徵為 管胞、 縱向薄壁細胞 木質線薄壁細胞
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針葉材 |
闊葉材 |
管胞 |
早材:疏導 晚材:支持 |
輔助導管水分疏導 |
縱向薄壁細胞 |
儲存、分泌 (數量較少) |
儲存 (數量較多) |
木質線薄壁細胞 |
徑向疏導和儲藏作用 |
徑向疏導和儲藏作用 |
年輪
春材(早材): 在有四季變化的樹木,由於生長季節前半期細胞分裂旺盛,生長的細胞壁薄而較大,所以該木質部的組織較粗糙。主要為疏導水分作用。
秋材(晚材): 再生長季節後半期,分裂速度衰減,但營養充分,所以形成細胞壁厚、形體小,其木質部組織緻密。主要支持木質部強度作用
註1.在熱帶氣溫高、生長期和休眠期不限於一年一次的地方稱為生長輪
註2.一個樹木的年輪並不一定明顯
針葉樹年輪: 通常 明顯
闊葉樹年輪: 通常 環孔材 明顯 散孔材 不明顯
成熟材、未成熟材、過熟材
- 1. 未成熟材: 樹木在生長初期,形成層未成熟時所生長的木質部,通常在在髓至10~15個年輪以內的木質部稱為未成熟材或幼齡材
- 2. 成熟材: 在未成熟材外圍由形成層成熟期所生長的木質部稱為成熟材,或成年材
- 3. 過熟材: 在成熟材外圍由過熟期形成層形成的木質部作為過熟材或老齡材
未成熟材部分,由髓向外,構造分子和構造成分等的量與質呈相當規律的變動,材質不穩定。針葉樹未成熟材部分的構造的材質不穩定的特性特別顯著,闊葉樹一般沒有針葉樹那麼顯著
成熟材部分構造分子和構造成分等,量與質大體上已穩定,這部分樹幹具有固有的材質
過熟材從內向外構造分子和構造成分的量和質每年有相當大的變動,材質也變得不穩定
註1 :樹木幼齡期促進或抑制初期生長對未成熟材組織構造和材質從髓向外逐漸變化的不穩定現象沒有甚麼影響。
註2: 一般來說不管初生期快慢,針葉和闊葉樹未成熟材大概可以認定在5~7cm的半徑範圍內。
心材、中間材、邊材
心材:心材完全不包含活細胞,因為木質部隨年齡增長而逐漸遠離形成層時,薄壁細胞中的細胞核和粒線體會逐漸退化,最後到達生命的終點而死亡,木薄壁細胞(縱向薄壁細胞和木質線薄壁細胞)死亡時,細胞內儲存物質會消失或轉化成為心材成分的有機物質。心材多數是呈紅褐色,根據樹種不同呈黑、褐、紅、綠、灰等色,有些樹種心材則不帶顏色。
中間材: 在邊材和心材外周部分幾個年輪寬的木質部,中間材部分的薄壁細胞也已失去生活力而死亡,漸漸轉變成為心材物質。中間材的一般性質介於邊材和心材之間。
邊材:邊材細胞靠近形成層以外其他幾乎都已死亡,但形成層分化出來的木薄壁細胞(縱向薄壁細胞和木質線薄壁細胞)在邊材內是活著的,並且有疏導水分和儲存養分及代謝作用。通常樹種生長越快,邊材就越寬,不同樹種亦是。
註1.大多數樹種心材顏色比邊材深,含水率也底,但也有心邊材顏色或含水率相同和邊材難以區分的樹種。
註2.心材雖然會隨樹齡增加而擴大,但是邊材和中間材寬度並不會有甚麼改變
(心材包含髓心,髓心在樹木成長一年後其直徑不再增加,增加的是髓心外的心材)
顯心材:樹種的心材帶有顏色則稱為顯心材樹種,其心材稱為顯心材。
偶發顯心材:偶然產生帶色心材的樹種稱偶發顯心材樹種,其心材稱偶發顯心材
隱心材:樹種的心材不帶有顏色,但含水率比邊材低則稱為隱心材樹種,其心材稱隱心材
邊材型心材:心材不帶顏色,且含水率和邊材相同稱為邊材樹種,其心材稱為邊材行心材。
髓心
髓:由薄壁細胞構成的組織,通常在橫切面的中心,一般呈圓形,隨樹種不同而呈特殊形狀,在樹木生長一年後其直徑不再增加。多數樹種髓心的直徑為1~2mm
日本樹種 泡桐 的髓心約10mm,外國樹種 中輕木 具有約15mm的髓心
木質線:
木質線主要是薄壁細胞在樹幹內垂直樹幹成徑向排列的組織,其外端連接韌皮射線。
在樹冠葉內所製造的營養是通過韌皮部的內皮中的篩胞或篩管沿樹下輸送,通過韌皮部射線再經過形成層,之後藉由木質線才運輸到內部,被儲存在邊材的木質線薄壁細胞和縱向薄壁細胞
通常針葉財在橫切面上木質線很細,肉眼不易觀察,而闊葉材木質線則很明顯