一、竹子的粗视结构

竹子是一种多年生禾本科植物，典型的空心结构，人肉眼就可观察到竹子的粗视结构，如图1所示。在竹子横截面上可以清楚地看到，竹壁由竹青、竹肉和竹黄三部分构成[1]。竹青是竹壁的外侧部分，表面光滑、组织紧密、覆有蜡质、质地坚韧，为绿色或黄色。竹黄在竹壁内侧，质地脆弱，组织疏松、呈黄色。竹青与竹黄之间的部分为竹肉，由维管束组织和基本组织构成，维管束组织色深、基本组织色浅，维管束散生在基本组织中。竹壁外侧维管束细而密，基本组织数量少；内侧维管束粗而稀，基本组织数量多。在横切面上观察维管束为麻点状，在纵切面上观察则呈丝状或线状，维管束平行排列[2]。

图1.竹子的粗视结构[3]

二、竹子的微观结构

借助显微镜可以看到竹子微观结构,如图2所示。可以看出,竹壁的构造自外向内可细分为表皮层、皮下层、皮层、基本组织、维管束、髓环和髓。表皮层、皮下层和皮层构成竹子的竹青部分；竹肉是竹壁最厚的部分,由基本组织和维管束构成；竹黄由髓环和髓两部分构成。竹壁的构造中其基本组织和维管束所占比例最大。

基本组织是一些多角形薄壁细胞,细胞壁随竹龄增大而逐渐加厚。维管束散生在基本组织中，竹子的维管束为外韧型结构,外围是纤维细胞,围绕在维管束的四周形成维管束鞘，可以产生较高的机械强度;纤维束鞘内为导筛管和伴胞,其间隙被木质化薄壁细胞所填充;维管束的空腔为原生的、木质化的环纹、螺纹、网纹或梯纹导管,起到输送营养物质和水分的作用。

图2.竹子的微观结构[4-7]

三、竹子的细胞种类及其形态

从细胞形态区分,竹子中的细胞主要包括纤维细胞、导管、薄壁细胞、筛管、伴胞、表皮细胞和石细胞。从竹子纤维化利用的角度来看,只有纤维细胞才具有利用价值,所以将除纤维细胞外的细胞称之为非纤维细胞或杂细胞。

纤维细胞是形状细长、两头尖锐的梭状细胞。纤维细胞是竹子中最主要的细胞,占细胞总量的60%-70%(面积比)。竹子中的纤维细胞长度为0.5-2.7 mm、宽14-19 μm、长宽比为119-172、壁厚约5 μm[8]，纤维细胞的大小与竹种、竹龄和部位有很大关系。我们常说的竹纤维也就是竹子中的纤维细胞,是竹资源纤维化利用的主要细胞,因此通常以纤维细胞含量及细胞形态来评价竹子的利用价值。

图3.竹子的细胞种类[1-3]

参考文献

[1]莫健梅, 王双飞, 余炼. 撑绿竹及其父本、母本竹子原料的生物结构[J]. 纸和造纸, 2008, 27(S1): 20-24.

[2]刘一山, 何廷龙, 伍安国, 等. 竹纤维的种类及其应用[J]. 纸和造纸, 2023, 42(01): 1-7.

[3]杨淑惠, 邱玉桂, 谭国民, 等. 植物纤维化学(第三版) [M]. 北京: 中国轻工业出版社, 2002: 37.

[4]马建峰, 陈五一, 赵岭, 等. 基于竹子微观结构的柱状结构仿生设计[J]. 机械设计, 2008, 25(12): 50-53.

   [5] Wei X, Zhou H, Chen F, et al. Bending Flexibility of Moso Bamboo (Phyllostachys Edulis) with Functionally Graded Structure[J]. Materials, 2019, 12(12): 2007.

   [6]Zhang X, Li J, Yu Z, et al, Compressive failure mechanism and buckling analysis of the graded hierarchical bamboo structure[J]. Journal of Materials Science, 2017, 52(12):6999-7007.

   [7]Ito R, Miyafuji H, Kasuya N. Rhizome and root anatomy ofmoso bamboo (Phyllostachys pubescens) observed with scanningelectron microscopy[J]. J Wood Sci, 2015(61):  431-437.

[8]薛崇昀, 贺文明, 聂怡. 八种竹子材质性能的研究[J].中华纸业, 2009, 30(17): 83-86.

拟稿：唐  敏

审核：景文祥

    签发：练东明