竹材构造strucfure of bamboo wood

竹材内部的细微特征、细胞排列及组成成分。构造特点影响竹材的物理、化学及力学性质，对竹材干燥、防护和溶液渗透，以及竹材切削、篾编、胶合、压缩等加工技术都有很大关系，同时在竹类分类上亦有重要意义。竹材构造分宏观、微观及超微3种。
竹材宏观构造 在肉眼或扩大镜下所见到的竹材特征。包括竹青、竹肉、竹黄。竹青是竹壁的外侧部分，组织紧密，质地坚韧，表面光滑，覆有蜡层，绿色或黄色，有的竹种还具条纹及斑点（如黄金间碧玉竹及斑竹）；竹黄在竹壁内侧，组织疏松，质地脆弱，呈黄色；竹肉位于竹青及竹黄之间，由维管束及基本组织构成。竹壁维管束颜色较深，在横切面上呈麻点状，纵切面呈丝状或线状、平行排列；通过竹节时出现弯曲、分枝、联结，并形成节隔维管束。竹壁外侧维管束小而密，基本组织数量少；内侧维管束大而稀，基本组织数量多。竹材密度及力学强度是竹壁外侧大于内侧。
竹材微观构造 在显微镜下见到的竹材特征。竹材节间构造自外至内分表皮层、皮下层、皮层、基本组织、维管束、髓环及髓（见图）。

毛竹竹秆横断面图

表皮层 竹壁最外的一层细胞，由长形细胞、栓质细胞、硅质细胞及气孔器构成。长形细胞数量最多，呈长方柱形，纵行排列整齐。栓质细胞和硅质细胞形状短小，常成对结合，散生于长形细胞行列之中。每平方毫米竹秆表皮上有数个至十几个气孔。
皮下层 由一至二层小形柱状细胞构成，胞壁较厚。丛生竹皮下层胞壁较薄，和皮层细胞无明显区别。
皮层 由数层至十几层细胞构成，比皮下层细胞稍大。皮层宽窄因竹种及竹秆部位不同而有差异。大秆竹种皮层细胞列数多于小秆竹种。同一竹种竹秆，基部皮层细胞列数多于梢部。如毛竹竹秆基部皮层细胞为10～12列，中部为5～6列，上部为2～3列。幼嫩竹杆皮层细胞含叶绿体，故秆面呈绿色。
基本组织 为一些多角形薄壁细胞，胞壁随竹秆年龄增大而逐渐加厚，具单纹孔。细胞大小不一，一般长度50～300微米，直径30～60微米。
维管束 散生于基本组织中，其大小和密度与竹秆部位、竹秆粗度及竹种有关。维管束横断面积一般为0.1～0.5平方毫米，每平方毫米竹材约有5～7个维管束。同一竹秆自下而上、自内而外，维管束横断面积逐渐减小，密度逐渐增大。同一竹种秆粗的维管束密度比秆细的小。维管束由韧皮部、木质部及其四周的纤维群所构成。韧皮中有筛管、伴胞及小形薄壁细胞。木质部有木质化的导管及木薄壁细胞。导管为环纹、螺纹、网纹或梯纹型，一般长度300～1 200微米，直径15～200微米。纤维的大小和含量与竹秆部位和竹种有关。多数竹种纤维长2.1～2.7毫米，宽14～19微米，长宽比为119～172。竹秆纤维，在竹秆中段最长最粗，下段次之，上段最短最细；在竹壁中部最长最粗，内部次之，外部最短最细。纤维的长宽比，在竹秆上段最大，向下逐渐减小；在竹壁外部最大，向内逐渐减小。
髓环（竹黄主要成分） 为数层及十数层横向整齐排列的砖形细胞。胞壁木化增厚或较薄，与髓细胞无明显区别(如孝顺竹、御江箬竹)。
髓 为一些大形薄壁细胞，一般成膜状(竹衣、笛膜)，有的成片状（如短穗竹）或海绵状(如矢竹、绿竹)。髓破坏后留下的空隙即竹秆中空部分称为髓腔。
不同竹种竹材上述各种组织的组成比例不同，33种竹种竹材的平均值为：纤维40.8%，导管6.1%，筛管及薄壁组织52.8%。散生竹与丛生竹在竹材构造上，有明显的区别。散生竹竹材的皮下层和皮层细胞的形状差异显著，基本组织细胞较粗而长，维管束中的纤维群没有被薄壁组织分隔的现象，原生木质部多为薄壁组织所填充。丛生竹竹材的皮下层和皮层细胞无显著区别，基本组织细胞短而细，维管束纤维群常有被薄壁组织分隔的现象，原生木质部皆成空腔，没有填充物。
竹材超微构造 一般光学显微镜不能观察到的竹材细胞壁的精细结构。只有借助电子显微镜和X射线衍射分析等方法才能对它进行观察研究。竹材细胞壁的主要成分为纤维素、半纤维素（杂多糖）和木质素。这三种物质紧密相连存在于一个系统中，纤维素是骨架，木质素是结壳物，半纤维素是连接纤维素与木质素的物质。竹材细胞壁中的纤维素，它的基本组成是一些长短不等的链状纤维素分子，这些分子链有规则地聚集在一起称为微团，由微团组成为一种丝状微团系统，即微纤丝，进而聚集成不同等级的纤丝。由纤丝组成了细胞壁层。目前只能观察到微纤丝的排列情况。竹秆各种细胞超微结构的共同特征是初生壁上微纤丝排列稀疏，交错成网状，此层很薄，相邻两细胞的初生壁与胞间层紧密相连成复合胞间层。次生壁呈宽窄交替的多层结构，宽层中微纤丝排列与细胞轴向近于平行，而窄层中微纤丝的排列近于垂直。各种细胞的特征如下：
纤维 存在于维管束鞘中，其细胞壁呈现宽窄交替的多层厚壁状，紧连初生壁的第一层次生壁其微纤丝走向与细胞轴成50°，从外层向内层各宽层中微纤丝排列由陡向斜，大致从2°～5°到10°～20°；与此相反，各窄层中微纤丝排列几乎是平行的，与细胞轴约成85°～90°。不存在典型的三生壁。某些竹种细胞内壁上有瘤层。在纵向壁上纹孔稀少，纹孔膜呈交错的网状结构。
薄壁细胞 围绕维管束的基本组织，由垂直伸长和近似正方体的两种薄壁细胞所组成。长薄壁细胞的次生壁具有宽窄交替的多层结构，层数多至15个。宽层(约0.2微米)微纤丝排列略呈弓形，埋于窄层(约0.04微米)中而呈鱼骨状。短的薄壁细胞为非木质化细胞。两种薄壁细胞均有瘤层。
导管分子 它们的次生壁由两个不同部分的环状组成：一个宽约0.2微米，微纤丝排列成平螺旋状，与细胞轴约成90°～95°；另一个宽约2.2微米，微纤丝排列成30°～90°。部分竹种有瘤层。细胞纵向壁上有大量的具缘纹孔，纹孔膜结构均匀，微纤丝排列成交错的网状结构。
筛管分子 筛管上的微纤丝围绕着细胞中心平行排列，且垂直于细胞轴。
纤维细胞壁的多层结构与木质化的多层薄壁细胞壁的结合，使竹秆具有很高的抗拉与抗弯强度。宽窄层微纤丝的交替排列对消除各向异性有利。
见木材构造、木材细胞壁构造。