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​金星的成因和成分

枫亚 枫亚的紫檀世界
2024-09-04
点击上方蓝色字体关注我枫亚(张久铭)/文 2020.1.17

图片来源: 互联网

珍贵的紫檀木在国人的心目中是帝王之木,其中带有金星的紫檀更是广受人们的喜爱,几乎可以说是广受追捧。金星属于紫檀导管中的内含物,但不同于教科书中记载的任何导管内含物金星究竟是什么物质,又是如何形成的,找不到现成的答案,坊间(包括一些正式出版物)的各种说解多为凭空臆测不足凭信。寻找金星的真相还是得从根上,从对导管以及导管内含物的分析开始。


   本文目录1 产生金星的基础条件

1.1 导管

  1.1.1 只有阔叶材具有导管

  1.1.2 导管的形成

  1.1.3 导管分子的形状多样

  1.1.4 导管分子在轴向是打通的  1.1.5 导管壁上有纹孔  1.1.6 导管的一般功能  1.1.7 部分薄壁组织细胞与导管相邻1.2 导管中的内含物   1.2.1 导管中的侵填体     A.侵填体的来源     B.侵填体的存在形态
        ①泡沫状侵填体        ②梯状侵填体        ③坍塌状侵填体        ④圆球状侵填体        ⑤硬化侵填体
        ⑥拟侵填体     C.构成侵填体壁的主要化学成分     D.侵填体的作用  1.2.2导管中的树胶     A.树胶的存在位置     B.树胶的物理化学性质     C.导管中树胶的来源     D.导管中树胶的存在形态        ①树胶填满导管        ②胶层贴在导管内壁        ③圆球状胶滴沉积在纹孔上  1.2.3导管中的树脂     A.阔叶材中树脂的存在位置     B.树脂的化学组分和物理性状     C.导管中树脂的来源     D.导管中树脂的存在形态  1.2.4导管中的白垩质和晶体
2 紫檀中的金星2.1 金星的几个特征   ①金星离不开树胶   ②金星在树胶内有独立的自然几何形

   ③金星与树胶的透光度区别明显

   ④金星具有近似乳酪状的质感

   ⑤金星有多种颜色

3 金星成因的逻辑分析

  3.1金星乃黄色树胶之否定     ①树胶的汇聚形式不支持局部异色的解释
     ②金星在胶内的表现不支持局部变色的解释     ③金星与树胶在透光度方面存在较大视差     ④金星与树胶的的开裂结果不同     ⑤金星与侵填体的关系密切过渡自然  3.2 金星=树胶+树脂的可能性分析
  3.3 金星=树胶+无机成分的可能性分析  3.4 金星=树胶+侵填体的可能性分析    3.4.1 紫檀导管中侵填体的形态和特征    3.4.2 硬化侵填体--从原生质体到木质素       ①硬化侵填体的形成       ②木质素的物理化学性质简介    3.4.3 影响侵填体在导管内位置分布的因素

4 金星形成机制的推演

  4.1 推演--导管中树胶的进入及侵填体的形成  4.2 推演--树胶对木质素团的包裹和渗入  4.3 金星特征形成的原因

5 具备条件的树种都可以产生金星

6 影响金星牢固度的几个因素

  ①星胶共同体的碎裂影响金星牢固度
  ②棕线的变粗影响金星牢固度  ③棕线保留部分的状态影响金星牢固度  参考文献

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1

产生金星的基础条件

1.1 导管1.1.1 只有阔叶材具有导管在植物分类系统中,裸子植物亚门中的乔木称为针叶树,被子植物亚门中的乔木称为阔叶树。来自针叶树的木材称针叶材,来自阔叶树的木材就是阔叶材。前者因其不具导管又称无孔材,后者因为具有导管又称有孔材。有无导管是区别阔叶树材和针叶树材的首要特征。 (注:个别阔叶树有不具导管的,但数量极少1)


有孔材的导管在纵切面中表现为沟槽,俗语叫棕线;横切面中表现为管孔,俗语叫棕眼。见下图阔叶材表中的导管图片来源: 笔者


 1.1.2 导管的形成在木质部中,许多导管分子纵向地连接成细胞行列,通过穿孔直接沟通,这样的导管分子链称为导管。导管长短不一,由几厘米到一米左右2……。


导管分子是纺锤状形成层原始细胞分生出的木质部细胞,经分化形成的特化组织。细胞在分化过程中逐步形成了与功能相适应的特有形态。专业中做如下描述3“导管分子分化是个典型的细胞编程性死亡过程(prograrmed cell death,PCD)。在导管分子分化中,原生质体发生PCD,细胞内的各种细胞器均解体消失,在PCD的未期,端壁自溶,最后形成由一系列死细胞组成的输导水分和无机物质的管道--导管。”  见下图

左-导管分子链、右-管孔

图片来源: 笔者


1.1.3 导管分子的形状多样

导管分子的形状随树种而异且大小不一,常见有纺锤形、圆柱形、鼓形或矩形。见下图

形状各异的导管分子图片来源: 徐有明版《木材学》


 1.1.4 导管分子在轴向是打通的导管分子之间的打通叫穿孔,具体形式有单穿孔、梯状穿孔和筛状穿孔三种。见下图导管分子的穿孔形式示意图   图片来源: 刘一星版《木材学》导管分子的穿孔形式实物图图片来源: 互联网


 1.1.5 导管壁上有纹孔

导管壁上的孔洞专业名称叫纹孔,纹孔是导管与相邻组织之间交流物质的通道。其中,导管与导管之间的纹孔分布比较有规律;导管与薄壁组织细胞之间的纹孔则无规律。见下图导管中的内含物,如侵填体、树胶、树脂等就是通过导管-薄壁组织细胞之间的纹孔进入到导管内的。

导管-导管之间的纹孔

   图片来源: 刘一星版《木材学》

导管-射线之间的纹孔  图片来源:刘一星版《木材学》&《国产阔叶树材导管中侵填体和树胶的研究》


1.1.6 导管的一般功能导管是运输水分和矿物质元素的重要器官。树根从土壤中吸收的,溶有无机养分的水通过导管自下而上输送到树冠以供光合作用。 1.1.7 部分薄壁组织细胞与导管相邻射线薄壁细胞有些与导管相邻,有些不相邻。傍管型的轴向薄壁细胞中则对导管形成了包围。见下图▲与导管相邻的薄壁组织细胞  图片来源:《濒危和珍贵热带木材识别图鉴》
离管型的轴向薄壁细胞与导管不相邻,它们与导管间隔开来单独分布。所以,离管型的轴向薄壁细胞对导管内含物的产生没有贡献。见下图与导管不相邻的轴向薄壁细胞    图片来源:刘一星版《木材学》
 1.2 导管中的内含物 导管中常见的内含物包括两类:一类是侵填体;另一类包括有树胶、树脂或白垩质等,晶体偶见。这些内含物是细胞原生质体代谢作用的产物,有的是贮藏物,有的是废物4

 

1.2.1 导管中的侵填体A.侵填体的来源1、4、5侵填体一般出现于许多树种的心材和内部边材的导管中,它是一种薄壁细胞原生质体的长出物。其形成机制是:与导管相邻的射线薄壁细胞或轴向薄壁细胞具有生活力时,由于导管内压力的降低,薄壁细胞中的原生质体经导管壁上的纹孔挤入导管腔后发育而成的。见下图从薄壁组织细胞中的原生质体到导管中的侵填体图片来源: 互联网侵填体在一些阔叶材中是丰富的,而在另一些阔叶材中却是稀少的或缺乏的,在同一木材中其分布也是不均匀的。侵填体的出现会堵塞一部分或全部导管腔。见下图堵塞一部分导管腔的侵填体图片来源: 笔者

堵塞全部导管腔的侵填体

  图片来源: 刘一星版《木材学》


B.侵填体的存在形态6侵填体壁一般很薄,大多数树种的侵填体壁厚在0.5~1.7μm之间,个别较厚的可达3.4μm以上。一般壁较厚的侵填体,挤满导管腔,形成泡沫状,而壁较薄者则易坍塌附在导管内壁。根据侵填体在导管径、弦切面的堵塞情况,其存在形态有以下几种类型:


①泡沫状侵填体

壁较厚的侵填体形成泡沫状,挤满导管腔,这是侵填体中的主要类型。见下图

泡沫状的侵填体
 图片来源: 刘一星版《木材学》
②梯状侵填体侵填体分段间隔地堵塞导管腔,似梯状排列。见下图梯状的侵填体图片来源:《国产阔叶树材导管中侵填体和树胶的研究》 
③坍塌状侵填体壁较薄的侵填体易破碎或坍塌,无规则地附在导管内壁,未能堵塞导管。见下图

坍塌状的侵填体

图片来源:《国产阔叶树材导管中侵填体和树胶的研究》


④圆球状侵填体侵填体似圆球或椭圈球形,体积小,数量少,未能堵塞导管。见下图球状的侵填体图片来源:《国产阔叶树材导管中侵填体和树胶的研究》


⑤硬化侵填体7

硬化侵填体由非常厚的木质化的壁构成,腔很小或几乎无腔,在导管中呈长柱形、短柱形或任意块状。硬化侵填体是一种特殊形态的侵填体,只发生在部分植物的导管中。见下图

几种硬化侵填体

左下图来源:《长序厚壳桂的硬化侵填体》

其它图片来源: 笔者


⑥拟侵填体有些树种在筛管和分泌道中形成的类似侵填体的结构被称为“拟侵填体”。因不属于导管中的侵填体,与金星的形成无关,此处从略不再赘述。


C.构成侵填体壁的主要化学成分一般认为8,侵填体壁的化学成分主要为木质素与纤维素,偶然也有厚壁木质化。而硬化侵填体壁的化学成分则主要是木质素7。下面摘记几段有关文献中的论述:①硬化侵填体以非常厚的木质化的壁和分枝状的壁孔为特点。②加厚的木质素的次生壁可以一层层地沉积于侵填体原来的壁上。这种次生生长持续时间较长,因此,胞腔变得狭小或几乎不存在。扫描电镜下,硬化侵填体壁是由多层木质素壁构成的同心圆,……。 D.侵填体的作用木质部导管中形成侵填体后使导管的液流透性降低,对病原体在体内的传播有一定的阻止作用,是树木自我保护的防御机制。

 

1.2.2 导管中的树胶A.树胶的存在位置1、9木材的纤维组织和导管中均有可能存在树胶,比如乌木呈黑色,并非其木材细胞壁物质为黑色,而是因为黑色的胶质物渗透到所有细胞的腔内。其导管中也存在树胶。紫檀心材显红色,除了纤维组织中含有紫檀红色素外,还因为其纤维部分为红棕色树胶饱和浸润,其导管中也存在树胶。见下图有些树种中胶质物在导管中单独存在。乌木内的黑色树胶    图片来源: @玩木闲人
▲紫檀导管内的棕红色树胶图片来源: 笔者
B.树胶的物理化学性质10树胶的主要成分是多糖类物质,是由阿拉伯糖、半乳糖、葡萄糖、鼠李糖、木糖等单糖和其相应的糖醛酸按一定比例组成的多聚糖。树胶属于高分子复杂化合物,有较好的粘性,能与水结合成胶体溶液,胶体溶液随树胶浓度不同而具有不同的粘度和不同的特性。见下图树胶只溶于水,不能溶于有机溶液,随着时间的推移逐渐固结。树胶的透光性较好,固结后的树胶质脆易碎,断面有很好的光泽。颜色一般为红色或褐色,间有黄色或黑色的。尚未固结的树胶   图片来源: 互联网


C.导管中树胶的来源树胶产生于射线细胞,射线细胞中的树胶数量多时,则溢入轴向薄壁细胞。导管中的树胶来自与之相邻的射线细胞和轴向薄壁细胞(通过纹孔)的双双溢入。

 

D.导管中树胶的存在形态6树胶为无定形物质,导管中树胶的存在形式多样。树胶的溢入位置、溢入数量、胶体的粘稠度等多个条件会影响其在导管内的分布形式和几何形态。依据树胶在导管中的沉积状况,树胶的分布有3种方式:

 

①树胶填满导管腔 见下图树胶填满导管腔   图片来源: 笔者


②胶层贴在导管内壁 见下图

 树胶薄层附着于导管壁  图片来源:《国产阔叶树材导管中侵填体和树胶的研究》  

圆球状胶滴沉积在纹孔上 见下图

刚溢入导管的胶滴

  图片来源:《国产阔叶树材导管中侵填体和树胶的研究》  


1.2.3 导管中的树脂A.阔叶材中树脂的存在位置阔叶材中的树脂较少,几乎完全存在于射线薄壁细胞内,轴向薄壁细胞内很少。偶有一些树种的心材导管中含有树脂,如有资料记载11愈疮木导管内含物为愈疮木脂;维腊木导管内含物疑似为愈疮木脂。

 

B.树脂的化学组分和物理性状木材的树脂中包括树脂酸、游离脂肪酸、脂肪酸酯类以及不皂化物四个组分。常温下的树脂有些呈半固态、有些呈固态,受热后会软化或熔融,不溶于水而溶于若干有机溶剂。树脂一般透光性较好,颜色多为黄色、偏红、偏棕,偶有淡绿或深绿色的。

 

C.导管中树脂的来源4树脂产生于射线薄壁细胞,“由于在射线薄壁组织与心材导管接触处,生活的薄壁细胞具有很高的压力,致使树脂从射线细胞侵入心材导管”。

 

D.导管中树脂的存在形态笔者对愈疮木和维腊木150倍的放大观察,二者导管内的树脂均为无定型半固态的膏状,只是颜色有所不同。见下图

导管中的树脂  图片来源: 笔者
 1.2.4 导管中的白垩质和晶体4有些木材的导管中存在白色沉积物(又称白垩质沉积物),之所以称白垩质,是因为其主要成分是碳酸钙,实际其中也含有一部分诸如硅、镁、硫等的化合物。存在形式是粉状物或薄层,偶然也有(碳酸钙或草酸钙的)结晶体。见下图这些无机沉积物,在木材的裂缝、薄壁细胞及木纤维的胞腔中也时有发现。它们是细胞原生质体代谢的产物。导管中的无机物之一  图片来源: 笔者2

紫檀中的金星

所谓金星,是紫檀导管中部分内含物的一种特殊表现形式。肉眼视之,带有金星的紫檀材表中随机分布着星星点点、断续有致的星体,一如紫红幕布上点缀着点点繁星。见下图带有金星的紫檀虽然广受人们的青睐,但是金星只在部分紫檀植株的部分位置中出现,带有金星的紫檀材料并不普遍。注:本章内容及后面的第3和第4章内容中凡涉及金星一词,均指“紫檀中的”金星。紫檀中的金星    图片源: 互联网
2.1 金星的几个特征①金星离不开树胶树胶是金星的构成部分,金星依树胶而存在,只有不含金星的树胶,没有脱离树胶的金星体。见下图金星的特征之一   图片来源: 笔者
②金星在树胶内有独立的自然几何形星体与树胶之间无过渡区,交界面明确、清晰。见下图金星的特征之二   图片来源: 笔者
③金星与树胶的透光度区别明显星体包裹于树胶之中,二者的透光度区别明显。见下图金星的特征之三   图片来源: 笔者
④金星具有近似乳酪状的质感高倍放大观察星体的质感近似乳酪状,一种比较细腻的膏状物。(参见本节内容中①~③的配图)
⑤金星有多种颜色一般而言,肉眼观察时金星呈微黄色,高倍放大观察金星时呈乳白色或乳黄色。见下图金星的特征之四 图片来源: 笔者&互联网从网络上搜集到的信息,人们对紫檀金星的颜色有多种描述,计有:白星、金星、红星,也有人谈到过银星。(注:没有收集到银星和红星的图片资料)3

金星成因的逻辑分析

如前所述,金星依树胶而存在,离不开树胶,故后面关于金星成因的分析始终围绕树胶、或树胶+它物进行。

3.1 金星乃黄色树胶之否定

“2.1金星的几个特征”中的配图显示,金星并非通体黄色的树胶,也非棕红色树胶内掺杂的黄色树胶,下面做一下分析。


①树胶的汇聚形式不支持局部异色的解释

树胶刚溢入导管时为滴状,随着胶滴持续地溢入,在重力的作用下汇聚于某段管腔成为较大的胶体,这样积少成多的形式没有理由出现局部异色。纵使(假设)某一时段内溢入了不同颜色的胶滴,在汇聚的过程中也会因与周围先聚的胶体混融而难辨。故无法在棕红色的树胶内形成具有独立几何形的黄色胶体。见下图

导管内的树胶积少成多左图来源:《国产阔叶树材导管中侵填体和树胶的研究》右图来源: @玩木闲人
②金星在胶内的表现不支持局部变色的解释树胶整体内如果出现局部变色,正常的逻辑应该是在星体和树胶两种颜色之间存在一段自然的颜色渐变过渡区。实物观察可证金星和树胶两种颜色的交界面明确而清晰,没有过渡区(参见“2.1金星的几个特征中”①~③中的配图),故局部变色说不成立。 ③金星与树胶在透光度方面存在较大视差“2.1金星的几个特征”中的配图显示,树胶是半透明的物质。如果局部存在异色或变色,在化学性质没变、物理结构完整的情况下,没有理由大幅度地改变透光度。配图显示,金星处于树胶之中,关系自然,结构完好,故局部变色说不成立。

注:就透光固体而言,结构破碎的结果是明度提高(颜色变浅)和透光度降低,其变化的程度与结构破碎的程度正相关,简单的例子可见玻璃和冰块破碎后的结果。这是由于物体结构的破碎导致了反光表面积的增加和透射光路径的复杂化,前者提高了反射光的总量,后者既破坏了透射光线方向统一性,也缩短了光程。


④金星与树胶的的开裂结果不同
下图显示,金星区的开裂是“口”,树胶区开裂是“纹”,即二者开裂的宽度不同,这意味着二者在相同的条件下收缩比却不同。据此可以推定,金星与树胶并非性质相同的物质,金星应该是存身树胶之内的它物,故局部变色说不成立。见下图树胶区的裂纹与金星区的裂口图片来源: 笔者


⑤金星与侵填体的关系密切过渡自然下图显示,树胶以外的侵填体与树胶以内的金星二者的衔接及转换关系自然,可以推定二者是同一物质处于不同条件下的形成的结果。据此判断,金星只能是存身于树胶之中的它物,故局部变色说不成立。 见下图树胶的金星与树胶外的侵填体图片来源: 笔者

综上所述,可证金星并非紫檀导管内的黄色树胶,也非棕红色树胶内掺杂的黄色树胶,金星是存身于树胶之内的它物。

后续内容为树胶+各种它物的系列分析。

 3.2 金星=树胶+树脂的可能性分析树胶与树脂的化学性质完全不同,常温常压的条件下二者无法混融。紫檀木导管中不含树脂,实物观察没有,也未见诸文字记载。故树胶+树脂没有可能形成紫檀中的金星。

 

3.3 金星=树胶+无机成分的可能性分析无机成分指存在于导管中的白垩沉积物和偶见的结晶体。它们的主要成分是碳酸钙、间有草酸钙、二氧化硅等。木材学专著中明载4矿物质或无机成分是作为木材中的灰分进行定量的。见下面各图表按位置统计的灰分含量数据分类统计的灰分含量数据▲檀香紫檀中的灰分含量实验数据

以上各表中被红框圈定的数据均显示,木材中的灰分含量极少。无论是木材的平均统计数据还是具体的紫檀(檀香紫檀)实验数据,结果一样,都是微量。无机成分的含量状态决定了“树胶+无机成分”没有可能成为紫檀中的金星。


3.4 金星=树胶+侵填体的可能性分析虽然导管的内含物主要是树胶和侵填体1、4、5,但是导管中同时含有树胶和侵填体的树种并不普遍。专业研究人员曾对102个阔叶材树种进行观察后统计6其中49种有侵填体存在,12种导管中含树胶。导管中同时含树胶和侵填体的只有6种。紫檀(檀香紫檀)属于导管中同时具有树胶和侵填体的树种(注:紫檀导管中的侵填体为硬化侵填体)


3.4.1 紫檀导管中侵填体的形态和特征侵填体的形态特征多种多样,它们的壁极薄,厚度以微米计6,化学成分是纤维素和木质素。常见的侵填体是下图这样滴……

常见侵填体的几种形态

图片来源: 《国产阔叶树材导管中侵填体和树胶的研究》


有些树种导管中的侵填体则是另一种样子,譬如说紫檀!紫檀导管中的侵填体大多是下图这样滴……

硬化侵填体中的一种

图片来源: 笔者

红色箭头指处是侵填体中的另类--硬化侵填体。这种侵填体的显著特征是具有超厚的,近乎实心的侵填体壁,主要化学成分是木质素8

硬化侵填体的体表颜色近似于导管内壁的颜色,但仅限于体表而已。其体内色,是带有淡黄倾向的白色,也就是俗语中的乳白色。见下图

硬化侵填体的体内色

图片来源: 笔者


3.4.2 硬化侵填体--从原生质体到木质素①硬化侵填体的形成8侵填体通常出现在许多种木材的心材和靠内部的边材里。当导管失去输水功能时,邻近的轴向薄壁组织和射线薄壁组织细胞中的原生质体可以通过导管分子壁上的纹孔进入导管分子腔内形成侵填体。当导管壁上的纹孔膜被酶解后,薄壁组织细胞的细胞核和细胞质一并进入导管分子中,因而形成的侵填体可以保持发育次生壁的能力,最终形成硬化侵填体。而加厚的木质素的次生壁可以一层层地沉积于侵填体原来的壁上。这种次生生长持续时间较长,因此胞腔变得狭小或几乎不存在。在扫描电镜下,硬化侵填体壁是由多层木质素壁构成的同心圆,中心腔很小或几乎没有腔。 ②木质素的物理化学性质简介4、5、12、13、14关于木质素的理化性质,综合各文献中的记载后描述如下:木质素为天然高分子化合物,具有三维网状的空间结构,室温下木质素为玻璃状固体,软化点以上时呈胶冻状。电镜下观察,为球形小粒(亦有描述为块状或球形的),并聚集成为球形聚集体。


木质素的颜色,一般认为是白色或接近白色的物质。文献中说12

“木质素主要吸收波长小于500nm的光,原始天然木质素的颜色为浅浅的淡黄色”。

已知,木材中与颜色有关的化学成分主要来源于木质素和抽提物,所以借助边材在自然环境下的缓慢变色可以间接地感知木质素的变色方向,那就是由乳白色经淡黄色逐渐向褐色转变。另外,人工分离出的木质素颜色在淡黄与深褐色之间,具体是什么颜色则与分离和制备的方法有关。

 

3.4.3 影响侵填体在导管内位置分布的因素专业人员的研究发现6,凡导管-薄壁细胞间纹孔口长和宽大于3μm和2μm的树种具有侵填体,小于3μm和2μm的具有树胶。因此可以推知,由于较小尺寸的纹孔口可以阻碍原生质体通过纹孔进入导管内形成侵填体,故纹孔口的大小可以对侵填体在导管内的位置分布构成一定的影响。那些不能填满导管的各种形态的侵填体,其在导管中的分布位置是随机的。4

金星形成机制的推演

(树胶对木质素团的包裹和渗入)4.1 推演--导管中树胶的进入及侵填体的形成导管中的树胶及侵填体的前体物--原生质体均来自薄壁组织细胞,二者通过导管与薄壁细胞之间的纹孔进入导管。


其中的树胶可以通过任意大小的纹孔口溢入导管,随着溢入胶滴量的增多,在重力的作用下逐渐汇聚成整体,填满部分管段或整段导管。


②原生质体则受限于纹孔口的大小,只能从随机位置挤入导管。进入导管的原生质体是一群没有秩序的次生细胞,在不受限的空间里自由地演化着个体生命,形成侵填体。所以我们看到的侵填体,既无固定的体形,又通体遍布凹凸、体表粗糙。


4.2 推演--树胶对木质素团的包裹和渗入导管中填满树胶的部分,原生质体是无法进入的,因为纹孔已被树胶封堵。原生质体只能先于树胶进入导管或进入未被树胶填满的管段,然后开始其膨大及向侵填体转化的过程。


后于原生质体进入导管的胶滴,在汇聚过程中渐渐漫过原-侵转化物,将其包裹在内。原-侵转化物身居胶液之中仍继续其膨大和转化过程,直至个体生命终结--原生质体转化为基本由木质素构成的硬化侵填体。与之同时,胶液也渐渐地渗入硬化侵填体(木质素团)结构的微隙中。树胶固结后,渗入了胶液的木质素团即所谓的金星。由于树胶是具有一定粘度的液体,故包裹其内的原生质体在膨大时具有一定的阻力,因而形成了金星体表虽凹凸却平滑的结果。注:本节内容的立足点基于紫檀导管中硬化侵填体壁的化学成分主要为木质素7。这是借鉴研究人员对其它某具体树种的电镜观察结论,并非是紫檀导管内硬化侵填体化学成分的实证。笔者以为,同为阔叶材导管中类型相同的硬化侵填体,其主要化学成分相同是完全有可能的,当然了这只是推测。  由于目前尚未见到不同观点或者反证资料,姑妄用之。
在树胶的保护下,金星体能够不受色素之染仍然保持木质素的本来色,但微隙中渗入的胶液则会对金星体的颜色产生微量的影响。


4.3 金星特征形成的原因金星的特征描述请回看“2.1金星的几个特征”内容中的文字及配图。下面文字是对金星特征的形成原因的解释:


特征1.金星离不开树胶解释:金星乃树胶对硬化侵填体(木质素团)的包裹和渗入所形成的结果,没有树胶的参与即非金星。


特征2.金星在树胶内有独立的自然几何形解释: 金星是形成于树胶内,又有树胶参与的它物,具有不同于树胶的颜色、明度和透光度,这几个条件决定了本特征。


特征3. 金星与树胶的透光度区别明显解释: 金星是形成于树胶内又有树胶参与的它物,二者具有不同的物理性状。


特征4. 金星具有近似乳酪状的质感解释: 树胶为具有一定粘度的胶体溶液,木质素是球形颗粒聚集体。树胶对木质素团充分渗入后的结果近似于二者的混融,其视感就是一种细腻的膏状物,所谓乳酪状是笔者使用的形容词。
特征5.金星有多种颜色解释:金星的颜色多来自肉眼观察的感性描述,只是一种并不准确但大致能够明白的概略的色彩辨识。


金星(包括白星)的颜色主要来自木质素及木质素的氧化变色,次要因素是树胶颜色给予的影响。


金星部分是存身于树胶之内的任意几何形体,放大观察可见金星部分很多埋树胶之中,或深或浅,有些部分则与树胶齐平。见下图

▲金星的很多部分埋于树胶内

  图片来源: 笔者

这种情况造成的结果就是在我们肉眼与金星体之间多了一层树胶的遮挡。我们肉眼看到的金星,有些部位是星体的本色,另一些部位则属于透过树胶看星体(的颜色)。 一定距离以外直接以肉眼观看金星时色感偏黄,这种情况来自树胶对星体的覆盖以及周围环境色的的双重影响,是色彩空间混合后的效果(视感)


所谓红星则是木质素氧化变色程度较重时的颜色,应是一种黄而偏褐的颜色,称其为红星只是一种感性的描述而已。由于金星包裹在树胶内氧化变色程度比较慢,所以红星比较少见。


银星也比较少见,笔者推测,是某些含星部分混有含量略高的单宁成分,氧化后导致星体颜色含灰,被描述为银星。5

具备条件的树种都可以产生金星

金星不是紫檀(檀香紫檀)的专有物,其它树种中只要具备相应条件都有可能形成金星。譬如,黄檀属中的卢氏黑黄檀、交趾黄檀,紫檀属中的染料紫檀等若干树种即是如此。

见下图

其它木材中的金星  图片来源: 笔者&互联网6

影响金星牢固度的几个因素

含有金星的材料纵切面中,经时之后有些金星会从导管中脱落,只剩下空空的沟槽(棕线)由于金星存身于树胶之中,星胶一体是不可分离的,话语中的金星实际指的是星胶共同体。所谓的金星牢固度其实说的是星胶共同体在导管中的牢固度。见下图

金星、树胶、导管三者关系图

  图片来源: 笔者


影响金星的牢固度大致有以下几个因素:

星胶共同体的碎裂影响金星牢固度

放大观察导管内含物,无论是单纯的树胶部分还是星胶共同体部分,碎裂的存在概率很高,碎裂的程度有所不同。见下图

推测碎裂的原因,一是材料的干缩使导管中的树胶或星胶共同体蓄积了应力;二是锯解或制器等加工过程中的震动促其碎裂,以释放应力。碎裂使树胶或星胶共同体变整为零,当受到外力时极易从导管中脱落,碎裂程度越严重脱落的可能性越大。碎裂的树胶和碎裂的金星图片来源: 笔者


棕线的变粗影响金星牢固度

木材在气干过程中会产生一定程度的干缩,导致材料体积有所缩小,同时也会使纵切面中侧剖的导管--棕线变粗。见下图

虽然棕线变粗的绝对尺度不大,但导管中的星胶共同体与导管内壁的结合关系会受到触动,发生动摇,对金星的牢固度不良产生影响。

干缩导致木表的棕线变粗示意图图片来源: 笔者

棕线保留部分的状态影响金星牢固度

从横切面看,每个管孔(导管)的分布位置是随机的,管径也大小不同,所以纵向剖切后留下的(棕线)保留区各不相同。见下图

不同占比的管孔(导管)保留区示意用手和锄把做一下譬喻:如果把握区占比超过1/2时,锄把就不易脱手。把握区占比等于或低于1/2时,无论手还是锄把,哪个受到外力锄把都可能脱手。需要说明一点,这个譬喻只是对基本原理的简单阐述,事实上由于木材纹理生长的复杂性原因,导管与纵切的平面在纹理方向很难成平行状态。就是说在纵切面中,导管被剖切后留下的保留区绝大多数是一端多一端少。所以实际是两端保留区的综合结果(把握程度)影响金星的牢固度。- END -

鸣谢:本文的配图有些来自互联网的拷贝,由于无法得知这些图片的版权所属,故图片来源统一注为“互联网”。笔者在此向图片版权人表示真诚的致谢,谢谢!

如涉及图片侵权请联系笔者删除。


参考文献

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2.《植物学》(1991,4,陆时万,徐祥生,沈敏健)

3.《植物导管分子分化和形成的生理生化机制》(2004,8,肖静,杨洪强)

4.《木材学》(1985,9,成俊卿主编)

5.《木材学》(2014,7,刘一星主编)

6.《国产阔叶树材导管中侵填体和树胶的研究》(1995,3,姜笑梅,张立非,周崟)

7.《长序厚壳桂的硬化侵填体》(1998,3,孙同兴,郑双诚,张昕,吴树明)

8.《百度百科/侵填体词条》(科普中国李学强审阅)

9.《印度商业木材》(1932,皮尔森,布朗)

10.《树脂植物和树胶植物》百度文库

11.《愈疮木与维腊木》(2004,杨帆)

12.《木材热诱发变色过程中发色体系形成机理》(陈瑶)

13.《木质素的研究进展》(2015,12,孟永斌等)

14.《木质素/PPT》(作者不详)


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