1、12第 2 次课 授课时间：2006 年 3 月 2 日（星期四）1、2 节课程名称 木材学 年 级 木材科学与工程 04 专业层次 本科教 师 罗蓓专业技术职务讲师 学 时 40授课题目（章、节）第二章 木材的宏观构造（三切面、心边材、生长轮、年轮、早晚材、晚材率）基本教材参考用书木质资源材料学刘一星 赵广杰主编中国林业出版社 2004 年 8 月第一版教学目的与要求：掌握三切面的定义，能识别三切面，掌握心材、边材的概念，能识别心边材 ，掌握早材、晚材的概念，同时还能指出早晚材的区别，了解晚材率的计算方法，了解生长年轮在三切面上的形态，以及产生的花纹。教学内容与时间安排，教学方法：1. 宏观
2、构造特征的内容 20 min2. 识别三切面画出三切面图。 20 min3. 心边材的区别。 20 min4. 早晚材的区别。 20 min5. 晚材率的计算。 10 min6. 生长轮在三切面上的形态及生产的花纹。 10 min教学重点、难点：1. 能识别三切面画出三切面图。2. 心边材的区别。3. 早晚材的区别。4. 生长年轮在三切面图上的形态及产生的花纹。授课方法及手段：授课方法: 课堂讲授与提问相结合，通过多媒体图片，使学生能够有效地看清所讲授的知识，引导学生对所讲授的知识进行理解，采用蛋糕作为模型，要求学生在上面切出三切面，进一步巩固所学的知识。13第二章 木材的宏观构造1. 宏观构
3、造特征的内容1、木材构造特征研究法根据所采用的工具不同有三种方法：1. 用肉眼或手持放大镜观察木材的宏观构造。2. 借助于光学显微镜观察木材的显微构造特征。3. 用 X 射线或电子显微镜 观察木材的超显微结构。2、木材宏观构造定义木材宏观构造是指在肉眼或放大镜下所能见到的木材构造特征。提问：用肉眼和放大镜，同时借助一定的嗅觉和触觉来感知木材，可以发现哪些宏观构造特征呢？（颜色和光泽、气味和滋味、结构、纹理和花纹、髓斑、重量和硬度、材表，边材和心材、年轮、早材和晚材、管孔、胞间道、木射线、轴向薄壁组织）有些为同学们所了解，还有一部分则是这堂课所引入的全新的概念。上述的这些宏观构造特征中有的容易辨
4、别，有的不易，有的比较稳定，有的变化较大，有的在木材宏观识别中居重要地位，有重要作用，有的只是作为参考。因此，依据其稳定性的不同将宏观构造特征的内容分为以下两个方面：3、宏观构造特征内容1. 主要特征：木材的构造特征，它们比较稳定，规律性较为明显，是鉴别木材的主要依据。主要包括：边材和心材、年轮、早材和晚材、管孔、胞间道、木射线、轴向薄壁组织。2. 次要特征：它们通常变化较大，由于外界的影响而不稳定，作为鉴别木材的参考依据。主要包括：颜色和光泽、气味和滋味、结构、纹理和花纹、髓斑、重量和硬度、材表。4、木材三切面图木材是由细胞构成，这些细胞有沿纵向生长的细胞，如管胞、木纤维，导管、轴向薄14壁
5、组织，也有沿木材横向生长的细胞，如木射线，这些细胞的排列和组合形成了木材的各种组织，从而形成了木材的各种宏观构造特征，为了充分认识这些特征，我们人为的定义了三个特定的木材截面，以便充分地把木材结构特征反映出来。4.1 横切面：与树干长轴相垂直的断面。P23 图 21提问：可以在横切面上观察到木材的哪些组织特征？可以观察到木材的生长轮、心材和边材、早材和晚材、木射线、薄壁组织、管孔、管胞、胞间道等。4.2 径切面：平行于树干长轴方向，与树干半径方向一致或通过髓心的纵剖面。提问：可以在径切面上观察到木材的哪些组织特征？可以观察到相互平行的生长轮、边材和心材的颜色、导管和管胞沿纹理方向的排列、木射线
6、等。4.3 弦切面：平行于树干长轴方向与树干半径垂直的纵剖面或以髓心为圆心作同心圈，与这些同心圆相切的纵剖面。提问：可以在弦切面上观察到木材的哪些组织特征？可以观察到生长轮呈抛物线状，可以测量木射线的高度和宽度。2 宏观构造的主要特征1、心材和边材1.1 心材和边材的定义边材： 在木质部中，靠近树皮（通常颜色较浅）的外环部分称为边材。由新生的形成层分生组织形成，位于树干横切面边缘接近树皮的部位，在生成后最初的数年内，细胞是有生命的，起机械支持和输导作用，通常颜色较浅。心材：随心与边材之间（通常颜色较深）的木质部。新生木质部经过几年生长，生活细胞逐渐老化死亡，失去生活机能，颜色加深形成心材。树木
7、随着径向生长的不断增加和木材生理的老化，心材逐渐加宽。1.2 心材的形成15心材是由边材转化而来的，是一个复杂的生理生化过程，在这个过程中，生活细胞死亡，细胞腔出现单宁、色素、树胶、树脂以及碳酸钙等沉积物，水分疏导系统阻塞，材质变硬，密度增大，渗透性降低，耐久性提高，木材着色变为心材。需要特别指出的是：有些树种的颜色并不加深，因为这些树种心材的抽提物可以是无色或浅色，心材颜色加深并不是边材转化为心材的必然条件。在树干的横切面，边材及心材的面积占总面积的比率分别叫边材率和心材率。较早形成心材的树种，心材率高（如圆柏属、红豆杉属、梓属、刺槐属、擦木属和桑树属等） 。有些树种需要 1030 年以上才
8、能形成心材，心材率低（如银杏、马尾松、落叶松、柿树、金丝李和青皮等） 。1.3 心材树种、边材树种和熟材树种根据心、边材的颜色，立木中心、边材的含水率的差异，将木材分为以下几种类型：1. 心材树种（显心材树种）：心、边材颜色区别明显的树种叫心材树种。如：紫杉属、桑树、苦木、擦木、漆树等。心、边材颜色区别显著，具有明显的分界线，称为心边材急变。心、边材颜色过渡缓慢，称为心边材缓变。2. 边材树种：心、边材颜色和含水率无明显区别的树种叫边材树种。如：桦木、椴木、杨木等。3. 熟材树种（隐心材树种）：心、边材颜色无明显区别，但立木中心木材的含水率较低。如：云杉属、冷杉属、水青冈、椴木、山杨等。需要特
9、别指出的是：有些边材树种或熟材树种，由于受真菌侵害，树干中心部分的材色会变深，类似于心材，但在横切面上其边缘不规则，色调也不均匀，质地松软，将这部分木材叫做假心材或伪心材。伪心材现象在杨属木材中相当普遍。另外有些心材树种，如圆柏，部分心材由于真菌危害，偶尔出现材色浅的环带，与内含边材很相似，应注意区分。162、生长轮、年轮、早材和晚材2.1 生长轮、年轮生长轮：通过形成层的活动，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，称为生长轮。需要特别指出的是：在寒带和温带，形成层每年仅分生一层，因此将其生长轮称为年轮。而在热带，一年间气候变化小，四季不分明，树木的生长
10、仅与雨季和旱季的交替有关，所以一年之间可能形成几个生长轮。树木在生长季节内，由于受菌虫危害、霜、雹、火灾、干旱、气候突变等的影响，生长中断，经过一定时期以后，生长又重新开始，在同一生长周期内，形成 2 个或 2 个以上的生长轮，这种生长轮称作假生长轮或伪生长轮。伪生长轮的界限不像正常生长轮那样明显，往往也不成完整的圆圈。图例示范：衫木、柏木、马尾松常出现伪生长轮。2.2 早材和晚材早材：温带和寒带树木在一年的早期或热带树木在雨季形成的木材，由于环境温度高，水分足，细胞分裂速度快，细胞壁薄，形体较大，材质松软，材色浅，称为早材。晚材：到了温带和寒带的秋季或热带的旱季，树木的营养物质流动缓慢，形成
11、层细胞的活动逐渐减弱，细胞分裂速度减慢并逐渐停止，形成的细胞腔小而壁厚，材色深，组织较致密，称为晚材。需要特别指出的是：由于早、晚材的结构和颜色不同，在它们的交界处形成明显或不明显的分界线。某一年晚材与下一年早材之间的分界线称为轮界线。它的明显与否，称为生长轮明显度。而在 2 个轮界线之间，早材至晚材的转变和过渡的急缓，称为早晚材急变或缓变。如松属木材中的硬松类（油松、樟子松、马尾松）属早晚材急变，而软松类（华山松、红松、白皮松）属早晚材缓变，这是识别松属木材的一个重要特征。晚材率：晚材在一个生长轮中所占的比例称为晚材率。17%10abP式中：P晚材率（% ）b 一个生长轮中晚材的宽度a 一个
12、生长轮的宽度提问：晚材率高的树种强度相应较高还是较低？较高。小结通过对木材三切面的 学习使学后能够区别三切面及生长年轮在三切面上所呈显的形态以及产生的花纹，通过对心边材，早晚材的了解和掌握，能对木材进行区别和鉴定治早晚材，心边材，使学生能够把所学到的知识能够运用到实际的生活分工作中去。复习思考题及作业题1木材都有哪些主要的宏观特征？2木材宏观特征的意义是什么？3木材的宏观识别依据是什么？4掌握用对分式检索表检索木材树种的基本方法。第 3 次课 授课时间：2006 年 3 月 6 日（星期一）1、2 节课程名称 木材学 年 级 木材科学与工程 04 专业层次 本科教 师 罗蓓专业技术职务讲师 学
13、 时 40授课题目（章、节）第二章 木材的宏观构造（管孔、轴向薄壁组织、木射线、胞间道）基本教材参考用书木质资源材料学刘一星 赵广杰主编中国林业出版社 2004 年 8 月第一版教学目的与要求：掌握木材宏观构造中管孔的分布、排列、组合、及内含物，轴向薄壁组织的排列，木射线的宽度、数量及类型，以及胞间道的表现形态，为木材的宏观识别打下基础。教学内容与时间安排：1. 管孔的分布。 10 min182. 管孔的排列型式。 15 min3. 管孔的组合。 10 min4. 管孔的大小及数目。 10 min5. 管孔内含物。 10 min6. 轴向薄壁组织的排列型式。 15 min7. 木射线的宽度、高
14、度、数量及类型。 15 min8. 胞间道的表现形态。 15 min教学重点、难点：1. 管孔的分布及排列型式。2. 管孔的组合。3. 管孔的内含物。4. 轴向薄壁组织的排列型式。5. 木射线的类型。6. 胞间道的表现形态。授课方法及手段：授课方法: 以课堂讲授、自由提问和老师解答为教学方法，以及多媒体图片演示等手段相结合，着重在于引导。第二章 木材的宏观构造3、管孔管孔：导管是绝大多数阔叶树材所具有的中空状轴向疏导组织，在横切面呈圆孔状，称为管孔。在纵切面上导管呈沟槽状，叫导管线或导管槽。管孔的有无是区别针叶树材和阔叶树材的重要依据（特例：我国西南地区的水青树科水青树属和台湾地区的昆栏树科昆
15、栏树属没有导管，因此看不到管孔的存在，P66 321 水青树 ） 。而管孔的分布、排列、组合、大小、数目和内含物则是识别阔叶树材的重要依据。3.1 管孔的分布19根据管孔在横切面上一个生长轮内的分布和大小情况，可将木材分为 3 种类型：散孔材：指在一个生长轮内，早晚材管孔的大小没有明显区别，分布也比较均匀 P149 732 枫香半散孔材：指在一个生长轮内，早材管孔比晚材管孔大得多，从早材到晚材管孔逐渐变小，管孔得大小界限不明显。环孔材：指在一个生长轮内，早材管孔比晚材管孔大得多，并沿生长轮呈环状排成一至数列 P245 1212 水曲柳 。3.2 管孔的排列型式为了更好的，更进一步区分木材，我们
16、引入管孔排列这个概念。管孔的排列用于对散孔材的整个生长轮和环孔材晚材部分的特征进行描述。出示显微照片，请同学辨别管孔的排列类型。1 星散状：散孔材的全部管孔或环孔材晚材部分的管孔，多数单独或少数聚合，均匀或比较均匀地分布 P137 672 皂荚 。2 径列状：散孔材的全部管孔或环孔材晚材部分的管孔，一至数列沿树干半径方向排列，呈辐射状 P175 862 蒙古栎 P233 1152 梭子果 。3 斜列状：散孔材的全部管孔或环孔材晚材部分的管孔，的排列与树干半径方向构成一定的倾斜角度 P178 882 黑弹树 。4 弦列状：散孔材的全部管孔或环孔材晚材部分的管孔，呈短切线状排列，又称切线状 P86
17、 422 红叶树 P183 902 榆树 。5 不规则状：散孔材的全部管孔或环孔材晚材部分的管孔，排列无一定方向和规律，为不规则的径列或弦列组合而成。呈“Y ”形或“X ”形等，树枝状 P246 1222 木犀 。3.3 管孔的组合管孔的组合是指相邻管孔的连接形式，常见的管孔组合有以下 4 种形式：1 单管孔： 指一个管孔周围完全被其他细胞（轴向薄壁细胞或木纤维）所包围，各个管孔单独存在，和其他管孔互不相连。2 复管孔：指 2 个或 2 个以上管孔相连成径向排列，除了在两端的管孔仍为圆形外，在中间部分的管孔则为扁平状 P241 1192 红皮树 P237 1172 赤扬叶 P157 772 毛
18、白杨 。203 管孔链：指一串管孔排列成径向链，管孔仍保持原来的形状 冬青、油桐 。4 管孔团：指三个或三个以上管孔聚集在一起，组合不规则，在晚材内呈团状 P183 902 榆树 。3.4 管孔内含物管孔内含物是指在管孔内的侵填体、树胶或其他无定型沉积物（矿物质或有机沉淀物）。1 侵填体：在某些阔叶树材的心材导管中，常含有一种有光泽的泡沫状填充物，称为侵填体。具有侵填体的树种很多，但只有少数树种比较发达，如刺槐、擦木、麻栎、石梓等 P211 1042 盐肤木 。对材性的影响：侵填体多的木材，因管孔被堵塞，降低了气体和液体在木材中的渗透性，木材的天然耐久性提高，同时也难以进行浸渍处理和药剂蒸煮处
19、理。2 树胶和其他沉淀物：树胶与侵填体的区别是树胶不像侵填体那样有光泽，呈不定形的块状物。对材性的影响：木材加工时，这些物质容易磨损刀具，但它提高了木材的天然耐久性。4、轴向薄壁组织薄壁组织是边材贮存养分的生活细胞，随着边材向心材的转化，生活功能逐渐衰退，最终死亡。薄壁组织在针叶树材中不发达或根本没有，仅在杉木、柏木、冷杉等少数树种中存在。在阔叶树材中，薄壁组织比较发达，是阔叶树材的重要特征之一。其清晰度和分布类型是识别阔叶树材的重要依据。4.1 薄壁组织的排列型式在横切面上，根据薄壁组织与导管的连生情况，将其分为离管型薄壁组织和傍管型薄壁组织两大类。出示显微照片，请同学辨别管孔的排列类型。1
20、 离管型薄壁组织：指薄壁组织不依附于导管周围。有以下几种排列方式：（1） 星散状：薄壁细胞数量少，呈零星分布。（2） 切线状：薄壁细胞数量较多，呈弦向排列的短切线。21（3） 带状：薄壁组织与年轮相平行，组成较宽的带状线 P85 412 黄叶树 P173 852 青冈 。（4） 轮界状：薄壁组织分布在生长轮交界处，呈连续或断续的细线 P63 302 合果含笑 。2 傍管型薄壁组织：（1） 稀疏状：围绕在导管周围的薄壁组织星散分布于导管周围，未形成完全的鞘。（2） 帽状：薄壁组织仅聚集于导管的一侧。（3） 环管束状：薄壁组织围绕在导管周围，形成一定宽度的鞘 P73 352 香叶树 。（4） 翼状
21、：薄壁组织围绕在导管周围，两侧向外延伸，状如鸟翼 P135 662 格木 。（5） 聚翼状：翼状薄壁组织互相连接成不规则的弦向或斜向带 P143 702 花榈木 。（6） 带状：薄壁组织呈平行于年轮的带状，管孔嵌于带中 P141 692 黄檀 P133 652 铁刀木 。5、木射线在树干横切面上，有许多颜色较浅沿半径方向呈辐射状排列的组织，这就是射线，包含在木质部中的射线均称木射线。木射线是树木的横向组织，多数木射线由射线薄壁细胞组成，少数针叶树材的木射线由射线薄壁细胞和厚壁的射线管胞共同组成。木射线在木质部中起横向输送和贮存养料的作用。需要特别指出的是：同一条木射线在木材的不同切面上，表现出不同的形状。在横切面上木射线呈辐射条状，显示其宽度和长度；在径切面上呈线状或带状，显示其长度和高度；在弦切面上呈短线或纺锤形，显示其宽度和高度。识别木材时应从 3 个切面去观察木射线的形态，观察木射线的宽度和高度应以弦切面为主，其他切面为辅。提问：观察木射线的宽度和高度应以哪个切面为主，为什么？6、胞间道胞间道指由分泌细胞围绕而成的长形细胞间隙。储藏树脂的叫树脂道，存在于部分针叶材中，储存树胶的叫树胶道，存在于部分阔叶材中。胞间道有轴向和径向之分，有的树种只有一种，有的树种则两种都有。1 树脂道：
