4種松科木材構造特征識別研究

邢小波，張文強

(1.中國木材與木制品流通協會，北京 100040；2.木材節約發展中心，北京 100040；3.國家木材與木制品性能質量監督檢驗中心，北京 101102)

1 引言

松科木材紋路獨特且優美，能極好地體現出自然美，且材色柔和，干燥容易，握釘力強，木材的抗彎強度、抗沖擊力良好，被廣泛應用于室內家具、建筑、戶外步道及橋梁等設施的建造中。

國家標準GB/T 16734-1997、GB/T 18513-2001中規定了中國主要木材及中國主要進口木材的科學名稱及產地等。其中，火炬松隸屬松科松屬樹種，原產美國。我國江蘇、廣東等地有引種栽培；輻射松隸屬松科松屬樹種，原產于美國加州的一些海島上。紅松隸屬松科松屬樹種，產于我國東北地區，在朝鮮、日本及俄羅斯等遠東地區亦有分布；落葉松隸屬松科落葉松屬樹種，分布于吉林、內蒙古等，生長在海拔300～2800 m地區，俄羅斯遠東地區、蒙古及朝鮮也有分布。

鑒于市場上木材貿易商難以準確辨別上述4種松科木材，本文將從火炬松、輻射松、紅松及落葉松的細胞構造特征進行比較分析，以便將這4種易混淆的針葉材從科學的角度區分開來。一方面可以為一線檢驗檢測人員提供鑒別依據，另一方面也可對木材貿易加工企業在選材鑒別時提供理論依據。

2 材料和方法

2.1 試驗材料

本研究所用試驗材料收集于國內各大木材市場。

2.2 試驗設備與試劑

放大鏡、壁紙刀、奧林巴斯體視顯微鏡、奧林巴斯正置熒光顯微鏡、生物培養皿、丙三醇、尖頭鑷子、載玻片及蓋玻片。

2.3 試驗方法

將1.5 cm×1.5 cm×1.5 cm規格的小試塊編號后置于沸水中，逐步排出木材細胞腔的水分，采用經軟化后的試樣，用鋒利刀具在試樣表面輕輕拖過，切成小而薄的切片置于盛有去離子水的培養皿中。分別切取各試樣的橫、弦和徑三個切面，然后對各切片進行封片，并對橫切面體視圖進行拍攝，最后觀察并拍攝橫、弦和徑三切面的構造特征并記錄保存。

3 結果與分析

3.1 宏觀構造特征比較

3.1.1 火炬松

邊材色淺，心材黃色至紅褐色，心材與邊材區別明顯(圖1)。早材至晚材急變。生長輪明顯，不均勻。木材具光澤及濃厚的松脂氣味。木材結構較粗，紋理斜或直。木材軸向樹脂道在肉眼下非常明顯(圖5)。

圖1 火炬松實物

3.1.2 輻射松

生長輪明顯且較寬。早材至晚材急變。心材與邊材區別明顯，邊材黃白色，心材黃紅色(圖2)。具軸向樹脂道(圖6)。木材結構粗至略粗，均勻，紋理直。

圖2 輻射松實物

圖3 紅松實物

3.1.3 紅松

木材氣味濃、具光澤。生長輪稍明顯，生長輪之間晚材帶深，寬度較均勻。邊材與心材區別明顯，邊材淺黃褐至黃褐色帶紅，心材紅褐色(圖3)。早材至晚材緩變。木材結構細而均勻，紋理斜或直。軸向樹脂道橫切面上在肉眼下呈淺色斑點狀，數多，單獨(圖7)。

3.1.4 落葉松

心材與邊材區別明顯，邊材黃褐色，心材紅褐色至黃紅褐色(圖4)，早晚材急變。軸向樹脂道在肉眼下上可見，放大鏡下明顯，數量較少，呈淺色斑點狀，多分布于晚材帶(圖8)。生長輪明顯。輪間晚材帶常呈紫紅色，寬度易變。木材結構中至粗，不均勻，紋理直。

圖4 落葉松實物

圖5 火炬松體觀(×10)

圖6 輻射松體觀(×10)

圖7 紅松體觀(×10)

圖8 落葉松體觀(×10)

3.2 微觀細胞構造特征比較

3.2.1 火炬松

晚材管胞形態為方形、橢圓形或長方形，早材管胞形態為方形、長方形或多邊形(圖9)。具紡錘形木射線和單列木射線兩類：紡錘形木射線具有徑向樹脂道，在徑向樹脂道上方和下方的射線細胞寬2～3列，兩端為單列射線，射線高5～12細胞(圖13)，單列射線高多數4～15細胞。交叉場紋孔為松木型，數量為1～3個。軸向管胞在徑切面上具緣紋孔為1～2列(圖17)。

圖9 火炬松橫切面(×40)

圖10 輻射松橫切面(×40)

3.2.2 輻射松

早材管胞形態為長方形、多邊形、方形，晚材管胞形態為方形及長方形(圖10)。具紡錘形木射線和單列木射線兩類：單列木射線高多數為3～15細胞；紡錘形木射線具有徑向樹脂道，在徑向樹脂道上方和下方的射線細胞寬2～3列，兩端為單列射線，射線高3～13細胞(圖14)。交叉場紋孔為松木型，數量為1～3個(圖18)。軸向管胞在徑切面上具緣紋孔為1列。

3.2.3 紅松

早材管胞形態為多邊形和方形，晚材管胞形態為多邊形及長方形(圖11)。具紡錘形木射線和單列木射線兩類：紡錘形木射線具有徑向樹脂道，在徑向樹脂道上方和下方的射線細胞寬2～3列，兩端為單列射線，射線高3～12細胞，單列木射線高1～16(多數3～8)細胞(圖15)。交叉場紋孔窗格狀，稀松木型，數量為1～4個(圖19)。軸向管胞具緣紋孔為1列。樹脂道泌脂細胞壁薄，常含擬侵填體。

圖11 紅松橫切面(×40)

3.2.4 落葉松

早材管胞多邊形，晚材管胞近圓形、橢圓形(圖12)，早材管胞徑壁具緣紋孔主為2列，對列。軸向薄壁組織未見。具單列木射線和紡錘形木射線兩大類：紡錘形木射線具有徑向樹脂道，在徑向樹脂道上方和下方的射線細胞寬2～3列，兩端尖削為單列射線，射線高2～16細胞，單列射線高2～34細胞(圖16)。木材軸向管胞在徑切面上具緣紋孔達1～2列。射線管胞內壁鋸齒未見，外緣波浪形(圖20)。交叉場紋孔云杉型，少數杉木型，數量多達2～8個。

圖12 落葉松橫切面(×40)

圖13 火炬松弦切面(×100)

圖14 輻射松弦切面(×100)

圖15 紅松弦切面(×100)

圖16 落葉松弦切面(×100)

圖17 火炬松徑切面(×200)

圖18 輻射松弦切面(×200)

圖19 紅松徑切面微(×200)

圖20 落葉松徑切面(×200)

4 結論

綜合分析觀察結果可以看出，火炬松、輻射松、紅松與落葉松的構造特征特別是在心邊材顏色、生長輪、早晚材、軸向薄壁組織、管胞、交叉場紋孔存在較大差異。

(1)材色差異。4種松科木材心邊材區別均明顯，火炬松與落葉松心材均為黃色至紅褐色，而輻射松心材黃紅色，紅松心材紅褐色，并且輻射松邊材要比其它3種木材的顏色要淺，為黃白色。

(2)生長輪差異。火炬松、輻射松及落葉松生長輪很明顯，而紅松生長輪不明顯。火炬松生長輪不均勻，輻射松生長輪較寬，紅松生長輪甚窄，落葉松輪間晚材帶常呈紫紅色，寬度易變。

(3)早晚材差異。火炬松、輻射松及落葉松早材至晚材急變，而紅松早材至晚材為緩變。

(4)軸向薄壁組織差異。 火炬松、輻射松及落葉松軸向薄壁組織集中在晚材帶，火炬松軸向樹脂道較大，肉眼下很明顯，輻射松軸向樹脂道呈弦向排列，落葉松軸向薄壁組織呈淺色斑點，數少，而紅松橫切面上軸向樹脂道在肉眼或放大鏡下數量較多且單獨分布，呈淺色斑點狀。

(5)管胞差異。在橫切面上火炬松、輻射松及紅松的早材管胞形態均呈長方形、方形和多邊形，而火炬松在橫切面上晚材管胞形態呈長方形、方形及橢圓形，輻射松晚材管胞形態呈長方形及方形，而紅松橫切面晚材管胞形態呈長方形及多邊形。而落葉松早材管胞形態為多邊形，晚材管胞形態呈橢圓形及近圓形。

(6)交叉場紋孔差異。火炬松及輻射松交叉場紋孔為松木型，1～3個，紅松交叉場紋孔窗格狀，稀松木型，1～4個，內壁具微鋸齒，外緣波浪形。而輻射松交叉場紋孔為云杉型，少數杉木型，2～8個，射線管胞內壁鋸齒未見。