高地鉤葉藤節(jié)間與節(jié)部纖維形態(tài)特征及組織比量變異分析

張菲菲，汪佑宏，李 擔(dān)，季必超，薛 夏

(1.安徽農(nóng)業(yè)大學(xué) 林學(xué)與園林學(xué)院，安徽 合肥 230036；2.黃山華塑新材料科技有限公司，安徽 黃山 245900)

棕櫚藤屬于棕櫚科省藤亞科類寶貴的攀援植物，主要分布于亞太地區(qū)、非洲熱帶及亞熱帶地區(qū)，原藤是僅次于木竹材的重要非木材林產(chǎn)品。世界棕櫚藤總共有13個(gè)屬600余種，其中我國(guó)自然分布有4屬43種26變種，但有較高經(jīng)濟(jì)價(jià)值的不到20種[1-4]。

棕櫚藤資源生物利用正成為我國(guó)林業(yè)生物產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重點(diǎn)，以原藤利用為主，其中天然棕櫚藤占到90%[5-6]。自2012年1月1日，作為棕櫚原藤的最大生產(chǎn)國(guó)——印度尼西亞出臺(tái)了更嚴(yán)格的藤原料出口限制政策后，以商用藤進(jìn)口為主的中國(guó)藤產(chǎn)業(yè)受到了很大沖擊[7-8]。因此，加大我國(guó)藤資源培育，做好非商業(yè)用藤材的性能研究，為其改性研究及商業(yè)化利用提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)支持?！皹?gòu)造決定性質(zhì)、性質(zhì)決定利用”，作為構(gòu)造主要特征之一的纖維，其性質(zhì)對(duì)藤材的宏觀性能有著很大的影響，從而影響到藤材的使用。

高地鉤葉藤(Plectocomiahimalayana)屬于鉤葉藤屬(Plectocomia)，藤?gòu)?～5 cm，攀援、叢生，主要分布于云南西、南部海拔1 450～1 800 m的竹林、山地常綠闊葉林中，一般僅用于編織較粗糙的藤器或扎欄用[9-10]。因此，本研究通過對(duì)高地鉤葉藤節(jié)間和節(jié)部的纖維形態(tài)特征及組織比量進(jìn)行比較，為提高我國(guó)棕櫚藤材高附加值加工利用水平提供參考，對(duì)提高林農(nóng)收益和服務(wù)“三農(nóng)”有積極意義。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

高地鉤葉藤采自云南的南部的梁河縣平山鄉(xiāng)(98°28′12″E，24°50′28″N)，海拔1 480～1 500 m的山林中。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 樣品處理 選擇生長(zhǎng)適中、健康的高地鉤葉藤3株，在距基部2 m的節(jié)間與節(jié)部各取一1～2 cm長(zhǎng)試樣。試樣經(jīng)微波軟化后使用聚乙二醇包埋，利用滑走式切片機(jī)將藤材橫切面切成厚度為35 μm的切片，然后進(jìn)行染色、脫色、脫水、透明后，用中性樹膠固封于載玻片上制成永久性切片[11-12]。

將切片后剩余的藤塊切成火柴棒粗細(xì)，應(yīng)用富蘭克林離析法離析成單根纖維備用[13-14]。

1.2.2 試驗(yàn)方法 利用體式顯微鏡和顯微圖像分析系統(tǒng)(Motic 3.0 軟件)，在橫切面切片上對(duì)各組織的組織比量、纖維直徑和腔徑等進(jìn)行測(cè)量，纖維長(zhǎng)度用離析液制成的簡(jiǎn)易切片統(tǒng)計(jì)[15-16]。

由藤皮到藤芯按0.5 mm的移動(dòng)距離，連續(xù)對(duì)高地鉤葉藤2 m處節(jié)間與節(jié)部的解剖特性進(jìn)行測(cè)量和取樣，各指標(biāo)重復(fù)測(cè)量不少于30次，并對(duì)試驗(yàn)結(jié)果對(duì)比分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 節(jié)間與節(jié)部纖維特性

節(jié)間的纖維長(zhǎng)度明顯>節(jié)部，纖維長(zhǎng)度在藤皮處都最短；節(jié)間纖維長(zhǎng)度最大值在藤皮與藤中之間，但節(jié)部纖維最大值在藤中與藤芯之間(圖1)。節(jié)部纖維的寬度>節(jié)間，在藤皮部位纖維寬度都最小；節(jié)間纖維寬度的變化呈“突增-緩增-突降”趨勢(shì)，而節(jié)部變化為“增-降-增-降”趨勢(shì)，在藤中的位置節(jié)間與節(jié)部纖維寬度相近。在藤皮與藤中之間纖維腔徑節(jié)間明顯<節(jié)部，而在藤中到藤芯間纖維腔徑變?yōu)楣?jié)間>節(jié)部；節(jié)間纖維腔徑在靠近藤芯部位最大，而節(jié)部纖維腔徑最大處在藤皮與藤中的之間，但藤皮處纖維的腔徑都最小。節(jié)部的纖維雙壁厚>節(jié)間，節(jié)間與節(jié)部纖維雙壁厚的變化趨勢(shì)相近，但節(jié)部的變化明顯滯后與節(jié)間；節(jié)間雙壁厚最大值靠近藤皮，但節(jié)部在藤皮與藤中中間的位置上雙壁厚是最大的。節(jié)間與節(jié)部纖維的長(zhǎng)度、寬度、腔徑、雙壁厚的平均值分別為2 154.50 μm和1 573.22 μm、17.34 μm和18.11 μm、1.48 μm和5.33 μm、6.98 μm和7.78 μm。在顯著性水平F=0.01單因素方差分析下，節(jié)間與節(jié)部纖維長(zhǎng)度、雙壁厚總體有極顯著差異，而纖維寬度、腔徑?jīng)]有顯著性差異(表1)。

表1 高地鉤葉藤節(jié)間與節(jié)部纖維特性及F-檢驗(yàn)Table 1 Fiber Characteristics and F-test of internode and node of P.himalayana

圖1 高地鉤葉藤節(jié)間與節(jié)部纖維形態(tài)特征Fig.1 Fiber morphological characteristics of internode and node of P.himalayana

節(jié)間的纖維長(zhǎng)寬比>節(jié)部，且兩者的變化趨勢(shì)也不一樣，由藤皮到藤芯，節(jié)間的變化是“增-降-增”，長(zhǎng)寬比最大值在藤皮與藤中之間，最小值在藤中與藤芯間；節(jié)部的變化是緩慢的增大，藤?gòu)阶钔獾拈L(zhǎng)寬比最小。節(jié)間的纖維徑腔比和壁腔比除了皮部均<節(jié)部外，徑腔比和壁腔比由藤皮到藤芯的變化趨勢(shì)也都一樣，徑腔比呈“降-增-降”的變化趨勢(shì)，壁腔比都是呈“增-降-增-降”的變化趨勢(shì)，但節(jié)部的變化滯后于節(jié)間(圖1)。節(jié)間與節(jié)部纖維的長(zhǎng)寬比、徑腔比、壁腔比的平均值分別為124.51和86.69、2.30和2.48、2.33和2.59。經(jīng)過單因素方差分析(F=0.01)，發(fā)現(xiàn)節(jié)間與節(jié)部纖維長(zhǎng)寬比和壁腔比均表現(xiàn)為總體均值有極顯著差異，而纖維徑腔比在0.05水平上有顯著差異(表1)。

2.2 節(jié)間與節(jié)部組織比量的特性

纖維比量在藤皮處節(jié)部>節(jié)間，都呈突然下降的變化趨勢(shì)；藤中與藤芯處也呈下降趨勢(shì)，但下降幅度很小且兩者纖維比量相同(圖2)。篩管的比量由藤皮至藤中位置為節(jié)間>節(jié)部，由藤中至藤芯為節(jié)間<節(jié)部；兩者的變化趨勢(shì)不同，其中節(jié)間篩管比量最大值位于藤皮處，而節(jié)部位于藤中與藤芯之間，但篩管比量在藤芯處都最低。導(dǎo)管比量由藤皮至藤芯，節(jié)間與節(jié)部都呈先增加后下降的趨勢(shì)，且節(jié)部的變化滯后于節(jié)間；節(jié)間與節(jié)部導(dǎo)管比量的最大值都處在藤皮處，最小值均在藤芯處。節(jié)間與節(jié)部薄壁組織的比量變化趨勢(shì)一樣，由藤皮至藤芯持續(xù)上升；且節(jié)間的比量>節(jié)部。節(jié)間與節(jié)部纖維、篩管、導(dǎo)管、薄壁細(xì)胞的組織比量的平均值分別為8.89和10.77%、4.50和4.78%、12.09和12.67%、74.52和71.81%；節(jié)間與節(jié)部各組織比量在0.05水平上除了篩管總體方差差異顯著，其余均無(wú)顯著性差異(表2)。

圖2 高地鉤葉藤節(jié)間與節(jié)部組織比量Fig.2 Tissue proportion variations of internode and node of P.himalayana

表2 高地鉤葉藤節(jié)間與節(jié)部組織比量及F-檢驗(yàn)Table 2 Tissue proportion variations and F-test of internode and node of P.himalayana %

3 結(jié)論

高地鉤葉藤2 m處節(jié)間與節(jié)部纖維的長(zhǎng)度、寬度、腔徑、雙壁厚、長(zhǎng)寬比、徑腔比、壁腔比的平均值分別為2 154.50 μm和1 573.22 μm、17.34 μm和18.11 μm、1.48 μm和5.33 μm、6.98 μm和7.78 μm、124.51和86.69、2.30和2.48、2.33和2.59；節(jié)間與節(jié)部纖維、篩管、導(dǎo)管、薄壁細(xì)胞的組織比量的平均值分別為8.89%和10.77%、4.50%和4.78%、12.09%和12.67%、74.52%和71.81%。

節(jié)間與節(jié)部的纖維長(zhǎng)度、雙壁厚、長(zhǎng)寬比和壁腔比在顯著性水平0.01有極顯著差異，而纖維徑腔比在0.05水平有顯著差異。節(jié)間與節(jié)部各組織比量在0.05水平除了篩管總體方差差異顯著，其余均無(wú)顯著性差異。

相對(duì)而言，節(jié)間纖維“稍長(zhǎng)”、節(jié)部纖維長(zhǎng)“中等”，纖維壁厚度分屬“3 μm”和“4 μm”2個(gè)不同級(jí)別，纖維長(zhǎng)寬比節(jié)間要比節(jié)部高43.6%，但直徑大小同屬“二級(jí)”。單從纖維形態(tài)特征來(lái)說(shuō)，高地鉤葉藤纖維形態(tài)特征較優(yōu)，但因其纖維含量太低、薄壁組織太多；因此，高地鉤葉藤不能作為優(yōu)質(zhì)藤材。