高地钩叶藤节间与节部纤维形态特征及组织比量变异分析

张菲菲，汪佑宏，李 担，季必超，薛 夏

(1.安徽农业大学 林学与园林学院，安徽 合肥 230036；2.黄山华塑新材料科技有限公司，安徽 黄山 245900)

棕榈藤属于棕榈科省藤亚科类宝贵的攀援植物，主要分布于亚太地区、非洲热带及亚热带地区，原藤是仅次于木竹材的重要非木材林产品。世界棕榈藤总共有13个属600余种，其中我国自然分布有4属43种26变种，但有较高经济价值的不到20种[1-4]。

棕榈藤资源生物利用正成为我国林业生物产业发展的重点，以原藤利用为主，其中天然棕榈藤占到90%[5-6]。自2012年1月1日，作为棕榈原藤的最大生产国——印度尼西亚出台了更严格的藤原料出口限制政策后，以商用藤进口为主的中国藤产业受到了很大冲击[7-8]。因此，加大我国藤资源培育，做好非商业用藤材的性能研究，为其改性研究及商业化利用提供基础数据支持。“构造决定性质、性质决定利用”，作为构造主要特征之一的纤维，其性质对藤材的宏观性能有着很大的影响，从而影响到藤材的使用。

高地钩叶藤(Plectocomiahimalayana)属于钩叶藤属(Plectocomia)，藤径4～5 cm，攀援、丛生，主要分布于云南西、南部海拔1 450～1 800 m的竹林、山地常绿阔叶林中，一般仅用于编织较粗糙的藤器或扎栏用[9-10]。因此，本研究通过对高地钩叶藤节间和节部的纤维形态特征及组织比量进行比较，为提高我国棕榈藤材高附加值加工利用水平提供参考，对提高林农收益和服务“三农”有积极意义。

1 材料与方法

1.1 试验材料

高地钩叶藤采自云南的南部的梁河县平山乡(98°28′12″E，24°50′28″N)，海拔1 480～1 500 m的山林中。

1.2 试验方法

1.2.1 样品处理 选择生长适中、健康的高地钩叶藤3株，在距基部2 m的节间与节部各取一1～2 cm长试样。试样经微波软化后使用聚乙二醇包埋，利用滑走式切片机将藤材横切面切成厚度为35 μm的切片，然后进行染色、脱色、脱水、透明后，用中性树胶固封于载玻片上制成永久性切片[11-12]。

将切片后剩余的藤块切成火柴棒粗细，应用富兰克林离析法离析成单根纤维备用[13-14]。

1.2.2 试验方法 利用体式显微镜和显微图像分析系统(Motic 3.0 软件)，在横切面切片上对各组织的组织比量、纤维直径和腔径等进行测量，纤维长度用离析液制成的简易切片统计[15-16]。

由藤皮到藤芯按0.5 mm的移动距离，连续对高地钩叶藤2 m处节间与节部的解剖特性进行测量和取样，各指标重复测量不少于30次，并对试验结果对比分析。

2 结果与分析

2.1 节间与节部纤维特性

节间的纤维长度明显>节部，纤维长度在藤皮处都最短；节间纤维长度最大值在藤皮与藤中之间，但节部纤维最大值在藤中与藤芯之间(图1)。节部纤维的宽度>节间，在藤皮部位纤维宽度都最小；节间纤维宽度的变化呈“突增-缓增-突降”趋势，而节部变化为“增-降-增-降”趋势，在藤中的位置节间与节部纤维宽度相近。在藤皮与藤中之间纤维腔径节间明显<节部，而在藤中到藤芯间纤维腔径变为节间>节部；节间纤维腔径在靠近藤芯部位最大，而节部纤维腔径最大处在藤皮与藤中的之间，但藤皮处纤维的腔径都最小。节部的纤维双壁厚>节间，节间与节部纤维双壁厚的变化趋势相近，但节部的变化明显滞后与节间；节间双壁厚最大值靠近藤皮，但节部在藤皮与藤中中间的位置上双壁厚是最大的。节间与节部纤维的长度、宽度、腔径、双壁厚的平均值分别为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。在显著性水平F=0.01单因素方差分析下，节间与节部纤维长度、双壁厚总体有极显著差异，而纤维宽度、腔径没有显著性差异(表1)。

表1 高地钩叶藤节间与节部纤维特性及F-检验Table 1 Fiber Characteristics and F-test of internode and node of P.himalayana

图1 高地钩叶藤节间与节部纤维形态特征Fig.1 Fiber morphological characteristics of internode and node of P.himalayana

节间的纤维长宽比>节部，且两者的变化趋势也不一样，由藤皮到藤芯，节间的变化是“增-降-增”，长宽比最大值在藤皮与藤中之间，最小值在藤中与藤芯间；节部的变化是缓慢的增大，藤径最外的长宽比最小。节间的纤维径腔比和壁腔比除了皮部均<节部外，径腔比和壁腔比由藤皮到藤芯的变化趋势也都一样，径腔比呈“降-增-降”的变化趋势，壁腔比都是呈“增-降-增-降”的变化趋势，但节部的变化滞后于节间(图1)。节间与节部纤维的长宽比、径腔比、壁腔比的平均值分别为124.51和86.69、2.30和2.48、2.33和2.59。经过单因素方差分析(F=0.01)，发现节间与节部纤维长宽比和壁腔比均表现为总体均值有极显著差异，而纤维径腔比在0.05水平上有显著差异(表1)。

2.2 节间与节部组织比量的特性

纤维比量在藤皮处节部>节间，都呈突然下降的变化趋势；藤中与藤芯处也呈下降趋势，但下降幅度很小且两者纤维比量相同(图2)。筛管的比量由藤皮至藤中位置为节间>节部，由藤中至藤芯为节间<节部；两者的变化趋势不同，其中节间筛管比量最大值位于藤皮处，而节部位于藤中与藤芯之间，但筛管比量在藤芯处都最低。导管比量由藤皮至藤芯，节间与节部都呈先增加后下降的趋势，且节部的变化滞后于节间；节间与节部导管比量的最大值都处在藤皮处，最小值均在藤芯处。节间与节部薄壁组织的比量变化趋势一样，由藤皮至藤芯持续上升；且节间的比量>节部。节间与节部纤维、筛管、导管、薄壁细胞的组织比量的平均值分别为8.89和10.77%、4.50和4.78%、12.09和12.67%、74.52和71.81%；节间与节部各组织比量在0.05水平上除了筛管总体方差差异显著，其余均无显著性差异(表2)。

图2 高地钩叶藤节间与节部组织比量Fig.2 Tissue proportion variations of internode and node of P.himalayana

表2 高地钩叶藤节间与节部组织比量及F-检验Table 2 Tissue proportion variations and F-test of internode and node of P.himalayana %

3 结论

高地钩叶藤2 m处节间与节部纤维的长度、宽度、腔径、双壁厚、长宽比、径腔比、壁腔比的平均值分别为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；节间与节部纤维、筛管、导管、薄壁细胞的组织比量的平均值分别为8.89%和10.77%、4.50%和4.78%、12.09%和12.67%、74.52%和71.81%。

节间与节部的纤维长度、双壁厚、长宽比和壁腔比在显著性水平0.01有极显著差异，而纤维径腔比在0.05水平有显著差异。节间与节部各组织比量在0.05水平除了筛管总体方差差异显著，其余均无显著性差异。

相对而言，节间纤维“稍长”、节部纤维长“中等”，纤维壁厚度分属“3 μm”和“4 μm”2个不同级别，纤维长宽比节间要比节部高43.6%，但直径大小同属“二级”。单从纤维形态特征来说，高地钩叶藤纤维形态特征较优，但因其纤维含量太低、薄壁组织太多；因此，高地钩叶藤不能作为优质藤材。